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

Calculadora da Equação de Nernst

Entradas

Potencial Padrão de Célula1,1 V
Elétrons Transferidos2
Quociente de Reação Q0,001
Temperatura298,2 K

Gerado com OneCalc · https://onecalc.app/pt-BR/chemistry/nernst-equation-calculator

Química

Calculadora da Equação de Nernst

Calcule o potencial de célula em condições não padrão usando E = E° − (RT / nF) · ln Q. Insira o potencial padrão, o número de elétrons transferidos, o quociente de reação e a temperatura.

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V
≥ 1

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V

O potencial de célula é essencialmente zero — o sistema está no equilíbrio ou muito próximo dele.

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A equação de Nernst

A equação de Nernst fornece a força eletromotriz (f.e.m.) de uma célula eletroquímica quando as concentrações de reagentes e produtos diferem das condições padrão. As tabelas de eletroquímica registram potenciais medidos a 1 M, 1 atm e 25 °C; células reais quase nunca estão exatamente nessas condições, e a equação de Nernst corrige essa diferença.

A fórmula

E=E∘−RTnFln⁡QE = E^\circ - \frac{RT}{nF} \ln Q
SímboloSignificadoValor / Unidade
EEPotencial de célula nas condições reaisV
E∘E^\circPotencial padrão de célulaV
RRConstante universal dos gases8,31446 J/(mol·K)
TTTemperatura absolutaK
nnMoles de elétrons transferidos por mol de reaçãoadimensional
FFConstante de Faraday96.485 C/mol
QQQuociente de reaçãoadimensional

O logaritmo natural de QQ captura o quanto o sistema está afastado das condições padrão. Quando Q<1Q \lt 1 (produtos depletados em relação ao padrão), ln⁡Q\ln Q é negativo e E>E∘E > E^\circ. Quando Q>1Q \gt 1 (produtos acumulados), ln⁡Q\ln Q é positivo e E<E∘E < E^\circ.

Espontaneidade da reação

O sinal de EE indica a direção da variação espontânea:

CondiçãoPotencial de célulaEspontaneidade
E>0E \gt 0PositivoReação direta espontânea
E=0 VE = 0\ \text{V}ZeroSistema em equilíbrio (Q=KQ = K)
E<0E \lt 0NegativoReação inversa espontânea

Isso se conecta diretamente à energia livre de Gibbs: ΔG=−nFE\Delta G = -nFE. Um EE positivo corresponde a um ΔG\Delta G negativo, significando que a célula pode realizar trabalho elétrico útil.

Exemplo resolvido

Dados: uma célula zinco–cobre com potencial padrão de 1,10 V, dois elétrons transferidos, quociente de reação 0,001 e temperatura 298,15 K.

RTnF=8,31446×298,152×96485=2478,82192970≈0,012856 V\begin{aligned} \frac{RT}{nF} &= \frac{8{,}31446 \times 298{,}15}{2 \times 96485} \\[4pt] &= \frac{2478{,}82}{192970} \\[4pt] &\approx 0{,}012856\ \text{V} \end{aligned} E=1,10−0,012856×ln⁡(0,001)=1,10−0,012856×(−6,9078)=1,10+0,08874≈1,1887 V\begin{aligned} E &= 1{,}10 - 0{,}012856 \times \ln(0{,}001) \\[4pt] &= 1{,}10 - 0{,}012856 \times (-6{,}9078) \\[4pt] &= 1{,}10 + 0{,}08874 \\[4pt] &\approx 1{,}1887\ \text{V} \end{aligned}

O potencial de célula sobe acima do valor padrão porque o Q baixo (condições com produtos depletados) impulsiona a reação com mais intensidade no sentido direto.

Forma simplificada a 25 °C

A T=298,15 KT = 298{,}15\ \text{K}, substituindo RR, TT e FF:

RTF=8,31446×298,1596485≈0,025693 V\frac{RT}{F} = \frac{8{,}31446 \times 298{,}15}{96485} \approx 0{,}025693\ \text{V}

Convertendo o logaritmo natural para o logaritmo de base 10 (ln⁡x=2,3026log⁡10x\ln x = 2{,}3026 \log_{10} x), obtém-se a aproximação dos livros didáticos:

E≈E∘−0,05916nlog⁡10QE \approx E^\circ - \frac{0{,}05916}{n} \log_{10} Q

Essa forma é conveniente para cálculos rápidos sem calculadora e é precisa a menos de 0,01% na temperatura ambiente.

O quociente de reação Q

QQ tem a mesma forma algébrica que a constante de equilíbrio KK — produtos sobre reagentes elevados às potências estequiométricas —, mas usa concentrações ou pressões parciais reais, em vez dos valores de equilíbrio. Sólidos e líquidos puros (atividade = 1) são excluídos. Três regimes:

  • Q<KQ < K: a reação prossegue no sentido direto, com EE positivo
  • Q=KQ = K: equilíbrio, com EE zero
  • Q>KQ > K: a reação prossegue no sentido inverso, com EE negativo

Células de concentração

Uma célula de concentração utiliza eletrodos idênticos, mas com concentrações iônicas diferentes nas duas semi-células. O potencial padrão é zero, portanto:

E=−RTnFln⁡[diluıˊda][concentrada]E = -\frac{RT}{nF} \ln \frac{[\text{diluída}]}{[\text{concentrada}]}

Como [diluıˊda]<[concentrada][\text{diluída}] < [\text{concentrada}], a fração é menor que um, seu logaritmo natural é negativo e EE é positivo. A célula direciona a corrente espontaneamente até que as concentrações se igualem. Esse princípio está na base dos eletrodos de pH, das baterias de íons de lítio e dos canais iônicos biológicos.

Perguntas frequentes (FAQ)

O que é a equação de Nernst?

A equação de Nernst relaciona o potencial de célula E com seu valor padrão E° e o quociente de reação Q: E = E° − (RT / nF) ln Q, onde R = 8,314 J/(mol·K) é a constante dos gases, T é a temperatura absoluta em kelvin, n é o número de moles de elétrons transferidos e F = 96.485 C/mol é a constante de Faraday. Ela quantifica como as concentrações e a temperatura deslocam a tensão em relação ao valor padrão.

Qual é a forma simplificada da equação de Nernst a 25 °C?

A 25 °C (298,15 K), RT/F ≈ 0,025693 V. Convertendo o logaritmo natural para o logaritmo de base 10, introduz-se um fator de ln 10 ≈ 2,3026, obtendo-se a aproximação conhecida E ≈ E° − (0,05916 / n) log₁₀ Q. Essa forma simplificada é precisa a menos de 0,01% na temperatura ambiente e é amplamente utilizada em livros didáticos.

O que é o quociente de reação Q?

Q tem a mesma forma que a constante de equilíbrio K — produtos sobre reagentes elevados às suas potências estequiométricas —, mas usa concentrações ou pressões parciais reais, e não os valores de equilíbrio. Quando Q < K, a reação prossegue no sentido direto; quando Q > K, prossegue no sentido inverso; quando Q = K, o sistema está em equilíbrio e E = 0. Sólidos e líquidos puros são omitidos de Q.

Como a equação de Nernst se aplica a células de concentração?

Uma célula de concentração tem o mesmo material de eletrodo em ambas as semi-células, mas com concentrações iônicas diferentes. O potencial padrão é zero (semi-reações idênticas), portanto a equação de Nernst fornece E = −(RT / nF) ln Q, onde Q = [diluída] / [concentrada]. Como Q < 1, ln Q é negativo e E é positivo — a corrente flui espontaneamente até que as concentrações se igualem. Eletrodos de pH e muitos canais iônicos biológicos operam com base nesse princípio.

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