Calculadora de Ecuación de Nernst

Calcula el potencial de electrodo (celda) con la ecuación de Nernst.

Introduce el potencial de electrodo estándar, temperatura, número de electrones, y las concentraciones y coeficientes para todos los productos y reactivos. La calculadora computará el potencial de celda usando la ecuación de Nernst.

Prueba un ejemplo: celda Zn/Cu, reducción H+, oxidación Cl-, membrana biológica...
Ejemplos de Ecuación de Nernst

Explora escenarios electroquímicos comunes:

Celda Galvánica Zn/Cu

Celda Galvánica Zn/Cu

Zn2+ (0.01 M), Cu2+ (1.0 M), z = 2, E° = 1.10 V, 25°C

Potencial de Electrodo Estándar (E°): 1.1 V | Temperatura: 25 °C | Número de Electrones (z): 2
Productos:Nombre: Cu2+, Concentración: 1, Coeficiente: 1
Reactivos:Nombre: Zn2+, Concentración: 0.01, Coeficiente: 1

Reducción de Ion Hidrógeno

Reducción de Ion Hidrógeno

2H+ (0.001 M), H2 (1 atm), z = 2, E° = 0.00 V, 25°C

Potencial de Electrodo Estándar (E°): 0 V | Temperatura: 25 °C | Número de Electrones (z): 2
Productos:Nombre: H2, Concentración: 1, Coeficiente: 1
Reactivos:Nombre: H+, Concentración: 0.001, Coeficiente: 2

Oxidación de Cloruro

Oxidación de Cloruro

Cl2 (1 atm), Cl- (0.1 M), z = 2, E° = 1.36 V, 25°C

Potencial de Electrodo Estándar (E°): 1.36 V | Temperatura: 25 °C | Número de Electrones (z): 2
Productos:Nombre: Cl2, Concentración: 1, Coeficiente: 1
Reactivos:Nombre: Cl-, Concentración: 0.1, Coeficiente: 2

Potencial de Membrana Biológica

Potencial de Membrana Biológica

K+ (140 mM interior, 4 mM exterior), z = 1, E° = 0.00 V, 37°C

Potencial de Electrodo Estándar (E°): 0 V | Temperatura: 37 °C | Número de Electrones (z): 1
Productos:Nombre: K+ (outside), Concentración: 0.004, Coeficiente: 1
Reactivos:Nombre: K+ (inside), Concentración: 0.14, Coeficiente: 1
Otros Títulos
Entendiendo la Ecuación de Nernst: Una Guía Completa
Domina el concepto, cálculo y aplicaciones de la ecuación de Nernst en electroquímica.

¿Qué es la Ecuación de Nernst?

  • Definición e Importancia
  • Significado Físico en Electroquímica
  • Rol en Potenciales de Celda
La ecuación de Nernst relaciona el potencial de reducción de una celda electroquímica con el potencial de electrodo estándar, temperatura, y actividades (concentraciones) de las especies químicas involucradas.
¿Por qué es Importante la Ecuación de Nernst?
Permite a los químicos predecir voltajes de celda bajo condiciones no estándar y es fundamental en electroquímica, biología y fisiología.

Ecuación de Nernst en la Práctica

  • Una celda Zn/Cu con concentraciones de iones no estándar.
  • Potencial de membrana en células nerviosas.

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora de Ecuación de Nernst

  • Introduciendo Potencial Estándar y Temperatura
  • Añadiendo Productos y Reactivos
  • Interpretando Resultados
Para usar la calculadora, introduce el potencial de electrodo estándar, temperatura y número de electrones. Añade todos los productos y reactivos con sus concentraciones y coeficientes. La calculadora computa el cociente de reacción (Q) y el potencial de celda (E).
Cómo Leer los Resultados
El resultado muestra el potencial de celda calculado y el valor de Q. La fórmula usada es E = E° - (RT/zF) ln Q.

Ejemplos Paso a Paso

  • Para Zn/Cu: E° = 1.10 V, [Cu2+] = 1.0 M, [Zn2+] = 0.01 M, z = 2, T = 25°C.
  • Para reducción H+: E° = 0.00 V, [H+] = 0.001 M, [H2] = 1 atm, z = 2, T = 25°C.

Aplicaciones del Mundo Real de la Ecuación de Nernst

  • Baterías y Celdas de Combustible
  • Membranas Biológicas
  • Química Analítica
La ecuación de Nernst se usa para calcular el voltaje de baterías, celdas de combustible y membranas biológicas. También es esencial en técnicas analíticas como potenciometría y medición de pH.
¿Dónde se Usa la Ecuación de Nernst?
Desde electrólisis industrial hasta transmisión de impulsos nerviosos, la ecuación de Nernst es una herramienta clave en ciencia e ingeniería.

Aplicaciones en Ciencia e Industria

  • Calculando el voltaje de una batería de plomo-ácido.
  • Estimando el potencial de membrana de una neurona.

Conceptos Erróneos Comunes y Métodos Correctos

  • Malentendido del Cálculo de Q
  • Ignorando Efectos de Temperatura
  • Uso Incorrecto de Coeficientes
Un error común es omitir coeficientes o usar concentraciones incorrectas en Q. Siempre usa la estequiometría correcta y asegúrate de que todas las concentraciones estén en mol/L. La temperatura debe estar en Kelvin para la fórmula general.
Mejores Prácticas para Resultados Precisos
Verifica dos veces todos los valores de entrada y unidades. Para sistemas biológicos, usa la temperatura correcta (ej., 37°C para humanos).

Evitando Errores de Cálculo

  • Olvidar convertir °C a K.
  • Usar presiones parciales en lugar de concentraciones para gases.

Derivación Matemática y Ejemplos

  • La Fórmula de la Ecuación de Nernst
  • Ejemplos de Cálculo Trabajados
  • Interpretando los Resultados
La ecuación de Nernst se deriva de principios termodinámicos y relaciona el cambio de energía libre de Gibbs con el potencial de celda. Cuantifica cómo el voltaje de celda depende de las concentraciones de iones y temperatura.
Ejemplo de Cálculo
Para una celda Zn/Cu: E = 1.10 - (0.05916/2) log([Zn2+]/[Cu2+]) a 25°C.

Ejemplos Matemáticos

  • Para oxidación Cl-: E = 1.36 - (0.05916/2) log([Cl-]^2/[Cl2]) a 25°C.
  • Para membrana K+: E = 0.00 - (0.0615/1) log([K+ interior]/[K+ exterior]) a 37°C.