Última atualização: 2026-06-16

A variação de energia livre de Gibbs $\Delta G$ indica se uma reação é espontânea e quanto trabalho útil ela pode realizar. Para uma reação redox que ocorre em uma célula eletroquímica, essa energia livre é transportada por elétrons que se deslocam através de uma diferença de potencial, de modo que pode ser lida diretamente da tensão da célula. Esta calculadora converte um potencial de célula, medido ou padrão, em $\Delta G$, a ponte entre a eletroquímica e a termodinâmica que os estudantes encontram ao relacionar tensões de célula com espontaneidade.

A energia transportada pelos elétrons

Quando $n$ mols de elétrons se deslocam através de um potencial $E$, o trabalho elétrico realizado é a carga vezes a tensão. Um mol de elétrons transporta a constante de Faraday $F = 96\,485\ \mathrm{C/mol}$, de modo que a variação de energia livre é:

$\Delta G = -nFE$

O sinal de menos codifica a convenção de que uma reação espontânea libera energia livre. Como esse produto resulta em joules por mol, dividi-lo por 1000 expressa a energia livre em quilojoules por mol. Usar o potencial-padrão $E^\circ$ fornece a energia livre padrão $\Delta G^\circ$.

Exemplo resolvido

Uma pilha de Daniell transfere dois elétrons e tem potencial-padrão de $1{,}10\ \mathrm{V}$:

O grande valor negativo mostra que a reação é fortemente espontânea e pode liberar uma quantidade substancial de energia como trabalho elétrico.

Por que essa fórmula funciona

A energia livre é o trabalho máximo de não expansão disponível em um processo. Em uma célula, esse trabalho é elétrico: a carga $nF$ empurrada através de uma tensão $E$. Igualar as duas grandezas leva exatamente a $\Delta G = -nFE$. A mesma relação opera no sentido inverso — um $\Delta G$ conhecido implica uma tensão de célula —, o que permite cruzar dados termodinâmicos e medidas eletroquímicas.

Para determinar o próprio potencial de célula a partir de tabelas de eletrodos, comece pela Calculadora de Potencial-Padrão de Célula. Como $\Delta G^\circ$ também é igual a $-RT\ln K$, a energia livre liga-se diretamente à posição de equilíbrio calculada pela Calculadora de Constante de Equilíbrio a partir do Potencial de Célula. Para uma rota não eletroquímica até a mesma grandeza, a Calculadora de Energia Livre de Gibbs usa entalpia e entropia.