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Equação de Nernst: fem da pilha fora das condições padrão

Informe o potencial padrão E°, o número de elétrons n, a temperatura e o quociente de reação Q e veja a fem da pilha pela equação de Nernst.

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Entrada

Diferença de potencial padrão da pilha em volts, da sua tabela de potenciais.

Número de elétrons trocados na reação balanceada da pilha.

Em kelvin. 298,15 K corresponde a 25 °C.

Adimensional e maior que zero. Monte Q como a constante de equilíbrio, com as concentrações e pressões do momento. Q = 1 reproduz E°.

Resultado

O resultado aparece aqui.

A equação e as constantes

E = E° − (R × T ÷ (n × F)) × ln Q

R = 8,314462618 J/(mol·K); F = 96.485,33212 C/mol

E° é o potencial padrão da pilha, n é o número de elétrons da reação balanceada, T é a temperatura em kelvin e Q é o quociente de reação. R e F são constantes do CODATA 2022 do NIST, usadas com as casas escritas acima. A página não traz tabela de potenciais: o E° você digita.

Exemplos com números

Com E° = 1,1000 V, n = 2, T = 298,15 K e Q = 100, o fator R·T÷(n·F) vale 0,012846 V. O termo de correção é 0,0592 V e a fem cai para 1,0408 V.

Com Q = 1, ln Q é zero: a fem é 1,1000 V, igual ao E° de 1,1000 V. Com n = 1 e Q = 0,001, ln Q é negativo e a fem sobe para 0,9775 V, acima do E° de 0,8000 V.

Q maior que 1 reduz a fem; Q menor que 1 aumenta.

Atalho a 25 °C

E = E° − (0,05916 ÷ n) × log10 Q

Nota: Esse atalho vale só a 25 °C (298,15 K), onde R·T·ln 10 ÷ F é 0,059159 V. Em outra temperatura use a conta completa desta página, com o campo de temperatura.

Limites da equação de Nernst

  • Q precisa ser maior que zero e vai de 0,000000001 a 1.000.000.000; E° vai de −10 a 10 V.
  • A página não monta Q por você: use a mesma montagem da constante de equilíbrio da reação.
  • Usar concentrações no lugar de atividades é uma aproximação, que se afasta do medido em soluções concentradas.

Perguntas frequentes

Como usar a equação de Nernst?

Calcule E = E° − (R·T ÷ n·F) × ln Q. Com E° = 1,1000 V, n = 2, T = 298,15 K e Q = 100, o termo de correção é 0,0592 V e a fem fica em 1,0408 V.

Como calcular a fem de uma pilha fora das condições padrão?

Corrija o E° pelo termo (R·T ÷ n·F) × ln Q. Com Q = 1 o termo some e a fem é 1,1000 V, igual ao E° do exemplo; com Q maior que 1, a fem fica menor que o E°.

Como fica a equação de Nernst a 25 °C?

A 298,15 K, E = E° − (0,05916 ÷ n) × log10 Q. Esse atalho vale só a 25 °C; em outra temperatura use a conta completa, com R, T, n e F.

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