O que significa a equação de Nernst?
A equação de Nernst define a relação entre o potencial da célula com o potencial padrão e com as atividades das espécies eletricamente ativas (eletroativas). Relaciona as concentrações efetivas (atividades) dos componentes de uma reação celular com o potencial celular padrão.
A equação pode ser usada para calcular o potencial da célula em qualquer momento durante uma reação em condições diferentes do estado padrão. Em estudos de corrosão, a equação é usada para analisar células de concentração e na construção de diagramas de Pourbaix.
Industriapedia explica a equação de Nernst
A equação de Nernst é uma descrição matemática do comportamento ideal do eletrodo de pH e a energia química correlacionada, bem como o potencial elétrico de uma célula galvânica ou bateria. Ele mostra a relação entre o potencial de meia célula ou célula completa em qualquer ponto no tempo e o potencial do eletrodo padrão, atividade, temperatura, quociente de reação da espécie usada e as condições subjacentes.
Quando uma reação redox ocorre em uma célula galvânica, a concentração dos reagentes diminui à medida que são consumidos, enquanto a concentração dos produtos aumenta devido à formação de mais produtos, e o potencial da célula diminui até que o equilíbrio seja alcançado e um potencial zero da célula seja alcançado.
Durante a reação, a equação de Nernst pode ser usada para determinar o potencial da célula em qualquer instante e condições diferentes do estado padrão.
- Ecell = E0cell - (RT/nF)lnQ
Onde:
- Ecell = potencial da célula em condições não padronizadas (V)
E0cell = potencial da célula em condições padrão
R = constante do gás, que é 8,31 (volt-coulomb)/(mol-K)
T = temperatura (kelvin), que geralmente é 298°K (77°F/25°C)
n = número de moles de elétrons trocados na reação eletroquímica (mol)
F = constante de Faraday, 96500 coulombs/mol
Q = quociente de reação, que é a expressão de equilíbrio com concentrações iniciais em vez de concentrações de equilíbrio
A equação pode ser rearranjada para dar ln Kc = nFE/RT onde Kc é a constante de equilíbrio no estado de equilíbrio. O potencial de equilíbrio depende da temperatura e da concentração dos parceiros de reação.
A equação de Nernst usada em para:
- Determinação precisa das constantes de equilíbrio
- Determinando a voltagem e a concentração de um componente de uma célula eletroquímica
- Cálculo do potencial desenvolvido por uma célula de concentração (em corrosão)
- Construção do diagrama de Pourbaix mostrando o potencial de equilíbrio entre um metal e suas várias espécies oxidadas em função do pH