Calculadora da Equação de Nernst
Calcule o potencial da célula com a equação de Nernst a partir do potencial padrão E°, elétrons transferidos, temperatura e quociente de reação Q (ou concentrações de produtos e reagentes) — ou resolva para trás para Q a partir de um potencial medido. Também retorna ΔG, ΔG°, a constante de equilíbrio K e a mudança de tensão por mudança de Q dez vezes (59,16/n mV em 25°C).
Entrada
Potencial padrão da célula, E°cátodo − E°ânodo. Célula Daniell (zinco–cobre): 1,10 V.
Notação científica (p. ex. 1e-3) é aceita.
Saída
| Métrica | Valor |
|---|---|
| No data yet | |
Mais formas de usar esta ferramenta
API REST
curl -X POST https://api.iotools.cloud/v1/tool/nernst-equation-calculator \
-H "Authorization: Bearer YOUR_API_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"solveFor": "e",
"standardPotential": "1.10",
"electrons": "2",
"temperature": "25",
"temperatureUnit": "c",
"quotientInput": "q",
"qValue": "1000",
"productTerm": "1",
"reactantTerm": "0.001",
"cellPotential": "1.0112"
}'Troque pela sua própria chave, da sua conta. Os campos da ferramenta viram o corpo da requisição — sem envelope.
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Use the IOTools `nernst-equation-calculator` tool (Nernst Equation Calculator) on this input:
YOUR_INPUT_HERECole isto em qualquer agente conectado ao servidor MCP do IOTools e depois adicione sua entrada.
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Guias
A Calculadora da Equação de Nernst fornece o potencial real de uma célula ou meia célula eletroquímica sob condições não-padrão. Insira o potencial padrão E°, o número de elétrons transferidos, a temperatura e o quociente de reação Q, e ela retorna o potencial da célula E. Também retorna a energia livre de Gibbs, a constante de equilíbrio e se a reação ocorre espontaneamente. Você também pode executá-lo de forma inversa: insira um potencial medido e obtenha Q de volta.
A equação
E = E° − (RT / nF) · ln Q
= E° − (2.302585 · RT / nF) · log10 Q- E°: potencial padrão da célula em volts (E°cátodo − E°ânodo)
- n: moles de elétrons transferidos na reação balanceada
- T: temperatura em kelvin
- R = 8.314462618 J/(mol·K), F = 96485.33212 C/mol
- Q: quociente de reação, produtos sobre reagentes, cada um elevado ao seu coeficiente
A 25°C, o fator 2.302585·RT/F é 0,05916 V. Essa é a regra familiar "59 mV por década": cada mudança de dez vezes em Q desloca E por 59,16/n mV.
Como usar
- Resolva para o potencial da célula E (a direção usual) ou o quociente de reação Q.
- Insira E° em volts e os elétrons transferidos n.
- Insira a temperatura em °C, K ou °F. Ela é convertida em kelvin para você.
- Forneça Q como um único valor de Q ou como um termo de produto e um termo de reagente. A calculadora os divide para você. Sólidos e líquidos puros têm uma atividade de 1, então deixe-os de fora.
- Ao resolver para Q em vez disso, insira o potencial da célula medido.
Exemplo: Célula Daniell
Zn(s) + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu(s), E° = 1,10 V, n = 2, com [Zn²⁺] = 1 M e [Cu²⁺] = 0,001 M, portanto Q = 1000:
slope = 0.05916 / 2 = 0.02958 V per decade
E = 1.10 − 0.02958 × log10(1000) = 1.10 − 0.0887 = 1.0113 VA célula ainda funciona espontaneamente, mas cerca de 89 mV menos que o padrão.
O que os resultados mostram
- Potencial da célula E e sua mudança em relação a E°
- Q e log10 Q
- RT/nF e a inclinação por década de Q na sua temperatura
- ΔG = −nFE e ΔG° = −nFE° em kJ/mol
- Constante de equilíbrio K = 10^(nFE° / 2.302585·RT). Valores muito grandes de K são mostrados em notação científica sem transbordamento.
- Um veredicto: espontâneo (E > 0), não espontâneo (E < 0) ou no equilíbrio (E = 0)
A caixa de passos mostra cada substituição, e a tabela de resultados pode ser baixada como CSV.
FAQ
Devo usar concentrações ou atividades?
A equação de Nernst usa estritamente atividades. Para soluções diluídas (abaixo de cerca de 0,1 M), a concentração molar é uma boa aproximação. Para gases, use a pressão parcial em bar.
Por que E muda de direção quando troco Q?
Q acima de 1 significa que a mistura é rica em produtos, o que reduz E abaixo de E°. Q abaixo de 1 aumenta E acima de E°. Quando E atinge 0, Q é igual a K e a célula está no equilíbrio: uma bateria descarregada.
Ferramentas relacionadas
Para encontrar [H⁺] a partir de uma leitura de pH antes de calcular um quociente de eletrodo de hidrogênio, use a Calculadora de pH. Para preparar uma solução em uma concentração alvo, use a Calculadora de Molaridade.
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