Gerado em: 17 de junho de 2026 às 17:25

Calculadora de Constante de Equilíbrio a partir do Potencial de Célula

Entradas

Elétrons transferidos2
Potencial-padrão de célula1,1 V
Temperatura298,2 K

Gerado com OneCalc · https://onecalc.app/pt-BR/chemistry/equilibrium-constant-from-cell-potential

Química

Calculadora de Constante de Equilíbrio a partir do Potencial de Célula

Calcule a constante de equilíbrio K de uma reação redox a partir de seu potencial-padrão de célula usando ln K = nFE°/(RT).

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≥ 1
V

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A constante de equilíbrio KK descreve até onde uma reação avança antes que as velocidades direta e inversa se igualem. Para uma reação redox, esse ponto final é fixado pelo potencial-padrão da célula: uma tensão motriz maior empurra o equilíbrio ainda mais em direção aos produtos. Esta calculadora converte um potencial-padrão de célula em KK, um passo que surge sempre que um curso de eletroquímica conecta tensões de célula ao capítulo de equilíbrio.

Do potencial à constante de equilíbrio

Duas expressões para a energia livre padrão podem ser igualadas. A eletroquímica fornece ΔG∘=−nFE∘\Delta G^\circ = -nFE^\circ, e a termodinâmica fornece ΔG∘=−RTln⁡K\Delta G^\circ = -RT\ln K. Igualando-as e isolando a constante:

ln⁡K=nFE∘RT,K=enFE∘/RT\ln K = \frac{nFE^\circ}{RT}, \qquad K = e^{nFE^\circ/RT}

Aqui nn é o número de elétrons transferidos, F=96 485 C/molF = 96\,485\ \mathrm{C/mol} é a constante de Faraday, R=8,314 J/(mol⋅K)R = 8{,}314\ \mathrm{J/(mol\cdot K)} é a constante dos gases e TT é a temperatura absoluta.

Exemplo resolvido

Para uma célula que transfere dois elétrons com E∘=1,10 VE^\circ = 1{,}10\ \mathrm{V} a 298,15 K:

ln⁡K=nFE∘RT=(2)(96 485)(1,10)(8,314)(298,15)≈85,6K=e85,6≈1,5×1037\begin{aligned} \ln K &= \frac{nFE^\circ}{RT} = \frac{(2)(96\,485)(1{,}10)}{(8{,}314)(298{,}15)} \\ &\approx 85{,}6 \\ K &= e^{85{,}6} \approx 1{,}5\times10^{37} \end{aligned}

Um potencial de apenas cerca de 1 V produz um KK astronomicamente grande, o que significa que a reação avança essencialmente até a conclusão.

Por que uma pequena tensão gera um K enorme

A constante de equilíbrio encontra-se dentro de uma exponencial, de modo que é extremamente sensível ao potencial. A 25 °C a relação se simplifica para ln⁡K=nE∘/0,0257\ln K = nE^\circ/0{,}0257, e cada 0,0257/n V0{,}0257/n\ \mathrm{V} multiplica KK por um fator ee. É por isso que reações eletroquímicas com tensões modestas podem promover transformações muito além do que a intuição sugere.

A temperatura entra pelo termo RTRT, de modo que o mesmo potencial implica um KK diferente a uma temperatura diferente. Para obter primeiro o potencial a partir de dados de eletrodos, use a Calculadora de Potencial-Padrão de Célula; para a energia livre que liga as duas grandezas, veja a Calculadora de Energia Livre de Gibbs a partir do Potencial de Célula. Quando as concentrações não são padrão, a própria tensão de célula se desloca segundo a Calculadora da Equação de Nernst.

Perguntas frequentes (FAQ)

Qual é a fórmula que relaciona K e o potencial de célula?

Igualar ΔG° = −nFE° a ΔG° = −RT ln K leva a ln K = nFE°/(RT), de modo que K = exp(nFE°/RT). Aqui n é o número de elétrons transferidos, F é a constante de Faraday (96.485 C/mol), R é a constante dos gases (8,314 J/(mol·K)) e T é a temperatura absoluta. Um potencial positivo moderado produz um K muito grande porque ele se encontra dentro de uma exponencial.

Por que um pequeno potencial positivo gera um K tão grande?

A constante de equilíbrio cresce exponencialmente com o potencial de célula. A 25 °C, ln K = nE°/0,0257, de modo que cada 0,0257/n volts multiplica K por um fator e. Um potencial de célula de cerca de 1 V com dois elétrons transferidos já corresponde a um K da ordem de 10^37, razão pela qual a eletroquímica pode levar reações essencialmente à conclusão.

Como a temperatura altera a constante de equilíbrio?

A temperatura aparece no denominador de ln K = nFE°/(RT), de modo que, para um potencial-padrão fixo, uma temperatura maior reduz ln K e aproxima K de 1. Na prática, o próprio E° também varia com a temperatura, portanto esta calculadora fornece o valor implicado pelo potencial-padrão à temperatura informada; para um trabalho preciso, use o potencial-padrão medido nessa temperatura.

O que a constante de equilíbrio me diz sobre a reação?

Um K maior que 1 indica que os produtos predominam no equilíbrio e que a reação direta é favorecida; um K menor que 1 indica que os reagentes predominam. Como K = exp(nFE°/RT), um potencial-padrão de célula positivo sempre corresponde a K > 1, em conformidade com a regra de que um E° positivo marca uma reação redox espontânea.

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