Calculadora de l'Equació de Nernst

Autor: Henrick Yau

- 29 de setembre de 2026

| |

L'equació de Nernst relaciona el potencial de la cel·la amb el potencial estàndard de la cel·la, la temperatura i el quocient de reacció de la reacció electroquímica.

Equació de Nernst: E = E° - (RT/nF) × ln(Q)

Equació de Nernst estàndard

Potencial estàndard de la cel·la (E°):

Nombre d'electrons transferits (n):

Temperatura (T):

Quocient de reacció (Q)

Q = [Productes] / [Reactius]. Per a una reacció aA + bB → cC + dD, Q = [C]^c × [D]^d / [A]^a × [B]^b

Productes (Numerador)

Concentració del producte:

Potència (Coeficient estequiomètric):

Reactius (Denominador)

Concentració del reactiu:

Potència (Coeficient estequiomètric):

Reacció redox equilibrada

Semireacció d'oxidació: Incloeu electrons (e⁻) a la vostra semireacció

Semireacció de reducció: Incloeu electrons (e⁻) a la vostra semireacció

Potencial estàndard de la semireacció d'oxidació (E°):

Potencial estàndard de la semireacció de reducció (E°):

Temperatura (T):

Concentracions de les espècies

Concentració de l'espècie:

Zn²⁺

Xifres decimals:

Utilitzar log₁₀ en lloc de ln Utilitzar log₁₀(Q) × 2.303 en lloc de ln(Q)

Sobre l'equació de Nernst

L'equació de Nernst és una equació fonamental en electroquímica que relaciona el potencial de cel·la (voltatge) d'una reacció electroquímica amb el potencial estàndard de cel·la, la temperatura i les activitats/concentracions de les espècies químiques implicades.

Forma matemàtica:

La forma general de l'equació de Nernst és:

E = E° - (RT/nF) × ln(Q)

A temperatura estàndard (25 °C o 298,15 K), es pot simplificar a:

E = E° - (0,0592 V / n) × log₁₀(Q)

Termes clau:

E: Potencial de cel·la (voltatge) en les condicions especificades (V)
E°: Potencial estàndard de cel·la (voltatge) (V)
R: Constant universal dels gasos (8,314 J/(mol·K))
T: Temperatura (K)
n: Nombre d'electrons transferits en la reacció redox equilibrada
F: Constant de Faraday (96.485 C/mol)
Q: Quocient de reacció (relació de concentracions de productes a reactius, cadascun elevat a la potència dels seus coeficients estequiomètrics)

Aplicacions:

Predicció del potencial de cel·la: Determinar el voltatge d'una cel·la galvànica en condicions no estàndard
Cel·les de concentració: Calcular la diferència de potencial entre dues semicel·les amb concentracions diferents
Mesura de pH: La base dels elèctrodes i sensors de pH
Bioquímica: Comprensió dels processos redox en sistemes biològics
Ciència de la corrosió: Anàlisi i predicció del comportament de la corrosió

Notes importants:

Per a solucions diluïdes, les concentracions es poden utilitzar com a aproximacions de les activitats
El logaritme natural (ln) es pot convertir a logaritme en base 10 (log₁₀) multiplicant per 2,303
Quan Q = 1 (condicions estàndard), E = E°
When Q > 1, E < E° (cell potential decreases)
Quan Q < 1, E > E° (el potencial de la cel·la augmenta)
En equilibri, E = 0 i Q = K (constant d'equilibri)

Què calcula l'equació de Nernst?

La Calculadora de l'Equació de Nernst és una eina utilitzada per determinar el potencial de cel·la d'una reacció electroquímica en condicions no estàndard. Ajuda a predir com canvia el voltatge d'una cel·la electroquímica amb variacions de temperatura i concentració de reactius i productes.

L'equació de Nernst proporciona una manera de calcular el potencial real (E) d'una cel·la electroquímica basant-se en el potencial estàndard de cel·la (E°), la temperatura (T), el nombre d'electrons transferits (n) i el quocient de reacció (Q).

E = E° - (RT/nF) × ln(Q)

A temperatura ambient (25°C o 298,15 K), l'equació sovint es simplifica com:

E = E° - (0,0592 V / n) × log₁₀(Q)

Com introduir dades per al potencial de cel·la

La calculadora ofereix dos modes per calcular el potencial de cel·la:

Forma Estàndard: Permet introduir directament el potencial estàndard (E°), la temperatura, el nombre d'electrons transferits i el quocient de reacció (Q).
Mode de Reacció Equilibrada: Permet introduir les semireaccions d'oxidació i reducció per determinar automàticament el potencial estàndard.

Passos per al Mode de Forma Estàndard

Introduïu el potencial estàndard de cel·la (E°) en volts (V).
Especifiqueu el nombre d'electrons transferits (n) a la reacció.
Introduïu la temperatura en Kelvin (K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F).
Introduïu la concentració de productes i reactius per calcular el quocient de reacció (Q).
Feu clic a "Calcular Potencial de Cel·la" per obtenir el resultat.

Passos per al Mode de Reacció Equilibrada

Introduïu la semireacció d'oxidació i la semireacció de reducció.
Proporcioneu els potencials estàndard per a ambdues semireaccions.
Introduïu la temperatura en Kelvin (K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F).
Introduïu les concentracions de les espècies per calcular el quocient de reacció (Q).
Feu clic a "Calcular Potencial de Cel·la" per veure els resultats.

Per què predir el voltatge amb concentracions variables?

La calculadora és una eina útil per a estudiants, investigadors i professionals que treballen en electroquímica. Proporciona càlculs ràpids i precisos per a:

Predir el Comportament de les Cel·les Electroquímiques: Comprendre com canvia el voltatge en diferents condicions.
Analitzar Cel·les de Concentració: Calcular diferències de potencial degudes a concentracions iòniques variables.
Determinar Nivells de pH: Utilitzat en càlculs de pH-metres i química àcid-base.
Estudiar Reaccions Redox: Avaluar la transferència d'electrons en sistemes químics i biològics.
Comprendre Processos de Corrosió: Avaluar l'estabilitat electroquímica dels metalls.

Preguntes sobre el potencial de cel·la no estàndard

Què ens diu l'equació de Nernst?

L'equació de Nernst calcula el voltatge real d'una cel·la electroquímica considerant els efectes de la concentració. Ajuda a determinar si una reacció és espontània o es troba en equilibri.

Per què importa la temperatura a l'equació de Nernst?

La temperatura afecta l'espontaneïtat de la reacció i el voltatge. Temperatures més altes augmenten l'impacte de les diferències de concentració en el potencial de cel·la.

Què passa quan Q = 1?

Quan el quocient de reacció (Q) és 1, el potencial de cel·la és igual al potencial estàndard de cel·la (E = E°). Això significa que la reacció es troba en condicions estàndard.

Com afecta el canvi de concentració al potencial de cel·la?

Augmentar la concentració de reactius o disminuir la concentració de productes augmenta el potencial de cel·la. Per contra, augmentar la concentració de productes o disminuir la concentració de reactius redueix el potencial.

Pot l'equació de Nernst predir l'equilibri?

Sí. En equilibri, el potencial de cel·la (E) és 0, i Q és igual a la constant d'equilibri (K).

Com gestiona la calculadora la conversió de temperatura?

La calculadora permet introduir la temperatura en Celsius o Fahrenheit i la converteix automàticament a Kelvin per a càlculs precisos.

Quin és el paper del nombre d'electrons transferits (n)?

El nombre d'electrons transferits afecta la magnitud de la correcció de voltatge a l'equació de Nernst. Un valor de n més alt redueix l'efecte de Q sobre el potencial.

Simplifica càlculs electroquímics per a redox

La Calculadora de l'Equació de Nernst simplifica càlculs electroquímics complexos, facilitant la determinació del potencial de cel·la en diverses condicions. Tant si sou un estudiant de química com un investigador que analitza reaccions redox, aquesta eina proporciona una manera fiable de calcular potencials electroquímics de forma eficient.