Calculadora da equação de Nernst

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Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria: Science & Education
Tipos de entrada: number, select
Tipo de saída: text
Cobertura de exemplos: 4
API pronta: Sim

Visão geral

A Calculadora da Equação de Nernst determina o potencial elétrico real de uma célula galvânica ou elétrodo fora das condições padrão, calculando termos térmicos, a variação por década de concentração e a energia livre de Gibbs correspondente.

Quando usar

Ao avaliar a variação de voltagem em pilhas e células eletroquímicas quando as concentrações iónicas diferem de 1 M.
No estudo e calibração de elétrodos seletivos de iões, sensores potenciométricos e medições de pH.
No cálculo da espontaneidade termodinâmica (ΔG) e do potencial de equilíbrio em diferentes temperaturas operacionais.

Como funciona

1Introduza o potencial padrão (E⁰), o número de eletrões transferidos (n) e o quociente de reação (Q).
2Defina a temperatura de operação e selecione a respetiva unidade em Kelvin (K) ou Graus Celsius (°C).
3A ferramenta calcula o fator térmico (RT/F), a correção não padrão ((RT/nF)·lnQ), a sensibilidade por década (2.303RT/nF), o potencial resultante (E) e a energia livre de Gibbs (ΔG).

Casos de uso

Cálculo da queda de tensão em células de Daniell devido ao esgotamento de catiões reagentes.
Determinação teórica da resposta de elétrodos íon-seletivos e sensores de pH à temperatura ambiente e corporal.
Avaliação de células de concentração onde o potencial padrão é nulo e a força eletromotriz advém unicamente do gradiente iónico.

Exemplos

1. Célula de Daniell com Esgotamento de Cobre

Estudante de Engenharia Química

Contexto

Análise da queda de potencial numa célula Zn/Cu (E⁰ = 1.10 V, n = 2) quando a concentração de Cu²⁺ cai para 0.01 M mantendo Zn²⁺ em 1.0 M.

Problema

Calcular a voltagem resultante e a energia livre de Gibbs para a célula a 25 °C.

Como usar

Introduza E⁰ = 1.10 V, n = 2, Q = 100 e a temperatura de 298.15 K.

Resultado

O potencial de célula cai para 1.04084 V com um termo de correção de 0.05916 V e ΔG de −200.85 kJ/mol.

2. Calibração de Elétrodo de Um Eletrão

Técnico de Laboratório

Contexto

Verificação da sensibilidade de resposta por década de concentração num elétrodo potenciométrico monovalente a 25 °C.

Problema

Confirmar o declive de Nernst teórico de 59.16 mV por década de variação de Q.

Como usar

Introduza E⁰ = 0 V, n = 1, Q = 10 e selecione a temperatura de 25 °C.

Resultado

O potencial obtido é de −0.05916 V, confirmando o salto de 59.16 mV por década para sistemas com n = 1.

Perguntas frequentes

Qual é o valor do fator térmico RT/F a 25 °C?

A 25 °C (298.15 K), o fator térmico RT/F é de aproximadamente 0.025693 V (25.693 mV).

O que representa o termo de variação por década de Q?

Representa a mudança no potencial quando o quociente de reação varia por um fator de 10, sendo 59.16 mV para reações com 1 eletrão a 25 °C.

Como é calculada a energia livre de Gibbs (ΔG)?

O valor de ΔG é obtido através da relação termodinâmica ΔG = −nFE, expressa em kJ/mol.

Posso inserir temperaturas em graus Celsius?

Sim, basta selecionar a unidade 'C' e a ferramenta converterá automaticamente para a escala termodinâmica absoluta em Kelvin.

O que acontece ao potencial da célula se Q for igual a 1?

Quando Q = 1, o termo ln(Q) torna-se zero e o potencial final E fica exatamente igual ao potencial padrão E⁰.

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Fatos principais

Visão geral

Quando usar

Como funciona

Casos de uso

Exemplos

1. Célula de Daniell com Esgotamento de Cobre

2. Calibração de Elétrodo de Um Eletrão

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