Ultimo aggiornamento: 2026-06-16

La costante di equilibrio $K$ descrive fino a che punto procede una reazione prima che le velocità diretta e inversa si bilancino. Per una reazione redox, quel punto d’arrivo è fissato dal potenziale standard della cella: una tensione motrice maggiore spinge l’equilibrio più verso i prodotti. Questo calcolatore converte un potenziale standard di cella in $K$, un passaggio che compare ogni volta che un corso di elettrochimica collega le tensioni di cella al capitolo sull’equilibrio.

Dal potenziale alla costante di equilibrio

Due espressioni per l’energia libera standard possono essere eguagliate. L’elettrochimica fornisce $\Delta G^\circ = -nFE^\circ$, e la termodinamica fornisce $\Delta G^\circ = -RT\ln K$. Eguagliandole e risolvendo per la costante:

$\ln K = \frac{nFE^\circ}{RT}, \qquad K = e^{nFE^\circ/RT}$

Qui $n$ sono gli elettroni trasferiti, $F = 96\,485\ \mathrm{C/mol}$ è la costante di Faraday, $R = 8{,}314\ \mathrm{J/(mol\cdot K)}$ è la costante dei gas e $T$ è la temperatura assoluta.

Esempio svolto

Per una cella che trasferisce due elettroni con $E^\circ = 1{,}10\ \mathrm{V}$ a 298,15 K:

Un potenziale di appena circa 1 V produce un $K$ astronomicamente grande, il che significa che la reazione procede praticamente fino al completamento.

Perché una piccola tensione dà un K enorme

La costante di equilibrio si trova all’interno di un esponenziale, quindi è estremamente sensibile al potenziale. A 25 °C la relazione si semplifica in $\ln K = nE^\circ/0{,}0257$, e ogni $0{,}0257/n\ \mathrm{V}$ moltiplica $K$ per un fattore $e$. È per questo che reazioni elettrochimiche con tensioni modeste possono spingere trasformazioni ben oltre quanto suggerirebbe l’intuizione.

La temperatura entra attraverso il termine $RT$, quindi lo stesso potenziale implica un $K$ diverso a una temperatura diversa. Per ottenere prima il potenziale dai dati degli elettrodi, usa il Calcolatore del potenziale standard di cella; per l’energia libera che collega le due grandezze, vedi il Calcolatore dell’energia libera di Gibbs dal potenziale di cella. Quando le concentrazioni non sono standard, la tensione di cella stessa si sposta secondo l’Calcolatore dell'equazione di Nernst.