Potencial de celda desde Gibbs
Pase de una variación de energía libre estándar al voltaje de una celda: −212300 J/mol con 2 electrones transferidos dan 1,100167224278 V, la pila Daniell de zinc y cobre. Un voltaje positivo indica una celda espontánea tal como está escrita. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Delta G
- -212 300
- N
- 2
- Energía de Gibbs
- -212 300 V
- DG
- -212 300
- ΔG°
- -212 300
- Electrones
- 2
Una calculadora de potencial de celda a partir de la energía libre de Gibbs convierte el cambio de energía libre estándar de una reacción redox en el voltaje de celda estándar que los electroquímicos escriben como E° de celda. Introduzca ΔG° en julios por mol y el número de electrones transferidos n; la herramienta devuelve E° = −ΔG°/(n F), nombres de campo reflejados para la energía de Gibbs y el recuento de electrones, el valor fijo de Faraday usado, una cadena de fórmula, una etiqueta de espontaneidad según el signo de E°, y pasos de sustitución que puede pegar en cuadernos, tareas o pruebas automáticas. Casos clásicos de aula — la celda Daniell zinc-cobre cerca de 1.1 V desde un ΔG° fuertemente negativo, una celda inversa no espontánea con energía libre positiva, o equilibrio cuando ΔG° es cero — se reducen todos a la misma fórmula cerrada una vez conocidos ΔG° y n.
Qué significa E° = −ΔG°/(nF) para celdas electroquímicas
En electroquímica introductoria, el cambio de energía libre de Gibbs estándar de una reacción de celda se relaciona con el potencial de celda estándar por la relación exacta ΔG° = −n F E°, donde n es el número de moles de electrones transferidos en la ecuación balanceada y F es la constante de Faraday (carga por mol de electrones). Despejando el voltaje se obtiene la fórmula cerrada E° = −ΔG°/(n F).
Un cambio de energía libre negativo produce por tanto un potencial de celda estándar positivo, lo que significa que la reacción de celda es termodinámicamente espontánea tal como está escrita en condiciones estándar y puede realizar trabajo eléctrico; un ΔG° positivo produce un E° negativo y favorece la dirección inversa; ΔG° cercano a cero implica E° cercano a cero y equilibrio sin fuerza impulsora neta.
Las unidades deben ser coherentes — ΔG° en julios por mol con F en culombios por mol produce E° en voltios — porque la calculadora no convierte silenciosamente kilojulios a julios. La vía de comprobación recalcula −ΔG°/(nF) con el mismo redondeo fijo usado en los campos publicados, de modo que una respuesta exitosa siempre incluye pasos que puede afirmar en pruebas, informes de laboratorio u hojas de electroquímica sobre potencial de celda estándar desde la energía libre de Gibbs.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Mantenga coherentes las unidades de energía con voltios SI: si su manual lista ΔG° en kilojulios por mol, multiplique por mil antes de enviar para que la entrada esté en julios por mol; de lo contrario el potencial reportado estará desfasado en un factor de mil. Prefiera enviar números en lugar de cadenas preformateadas cuando controle el cliente; las cadenas numéricas solo se aceptan si coinciden con un patrón numérico finito estricto.
Esta página apunta a quienes buscan calculadora de potencial de celda desde Gibbs, E = −ΔG/(nF), potencial de electrodo estándar desde energía libre, o ayuda de tareas de química en línea; no es un solver de la ecuación de Nernst a concentraciones no estándar, no es una búsqueda de tabla de semipilas por nombre de especie, y no es un convertidor de valores E° tabulados de vuelta a ΔG°.
Prefiera esta capacidad cuando ya tenga ΔG° y n y solo necesite E°; si su objetivo es la energía libre desde un voltaje conocido, evalúe ΔG° = −n F E fuera de línea. Las comprobaciones de ida y vuelta son fáciles: recalcule −ΔG/(n F) a mano y confirme que iguala el E publicado dentro del mismo redondeo a doce decimales para verificación de informes de electroquímica.
Qué puede hacer con ella
Comprobación de tareas de E° desde ΔG° tabulado
Los estudiantes introducen ΔG° y n de problemas redox de manual y comparan potenciales de celda estándar y etiquetas de espontaneidad manuscritos con un resultado determinista antes de entregar.
Voltajes de celda de informe de laboratorio desde energía libre
Conviertan energías libres de reacción medidas o calculadas en el potencial de celda estándar esperado bajo la relación ΔG° = −nFE° para tablas de informe.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del potencial de celda desde la energía libre de Gibbs?
E° = −ΔG° / (n F), donde n son electrones transferidos y F es la constante de Faraday (96485.3321 C/mol). Con ΔG° en J/mol, E° está en voltios.
¿Debo introducir ΔG° en kJ/mol o J/mol?
Use julios por mol (J/mol) para coherencia SI con F de modo que E° esté en voltios. Si su fuente lista kJ/mol, multiplique por 1000 primero.
¿Un E° positivo siempre significa celda espontánea?
En condiciones estándar, sí para la reacción tal como está escrita: E° > 0 implica ΔG° < 0. Concentraciones no estándar necesitan la ecuación de Nernst, que esta herramienta no aplica.
¿Es gratuita la calculadora de potencial de celda desde Gibbs?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.
¿Qué significa un potencial de celda negativo?
Que la variación de energía libre estándar es positiva y la reacción favorece el sentido inverso en condiciones estándar. Una variación de energía libre nula da cero voltios: equilibrio, sin fuerza impulsora neta.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"delta_g":-212300,"n":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"delta_g": -212300,
"n": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"delta_g": -212300,
"n": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"delta_g":-212300,"n":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"delta_g":-212300,"n":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/cell-potential-from-gibbs", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"delta_g": -212300,
"n": 2
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.cell_potential_from_gibbs",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Límites
max_abs | 1000000000000 |
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
El recuento de electrones cero se rechaza con un error invalid_input claro porque dividir por nF sería indefinido y ocultaría un error de estequiometría. La ruta es aritmética determinista pura — sin red, sin semillas aleatorias, sin dependencia del reloj — de modo que el ejecutor gratuito del navegador y la API prepago devuelven el mismo JSON tras redondeo decimal fijo cada vez que la llama para comprobaciones de potencial de celda en electroquímica.
Qué significa E° = −ΔG°/(nF) para celdas electroquímicas
Docentes y evaluadores automáticos cuidan el rechazo de n cero tanto como la vía de éxito: un aprendiz que deja el recuento de electrones en cero tras un error de semirreacción debe ver un mensaje invalid_input explícito en lugar de Infinity o NaN.
Cómo llamar a la API y qué vuelve
El recuento de electrones debe ser no nulo; valores cuyo valor absoluto es igual o inferior a 1×10^(−15) se tratan como cero y se rechazan. Envíe un cuerpo JSON con dos números finitos obligatorios: delta_g (alias gibbs, dG, deltaG, G, gibbs_free_energy, dg, Delta_G, DG, delta_G y free_energy) y n (alias electrons, electrons_transferred, n_e, ne, z, electron_count y moles_electrons). Los valores absolutos deben permanecer dentro del límite publicado de un billón para que el cociente siga siendo finito en precisión doble IEEE en el Worker y en el navegador. En caso de éxito la respuesta repite delta_g y n redondeados, los refleja como gibbs, dG, delta_G y electrons, fija faraday y F a la constante de Faraday fija, fija E, E_cell, cell_potential y potential_V al mismo resultado en voltios redondeado, formula a la cadena E° = −ΔG°/(n F), equation a una cadena de sustitución rellena, unit a V, spontaneity y note a etiquetas de clasificación por signo, message a un resumen breve, y steps a un arreglo ordenado de líneas de cálculo. La validación fallida — campos ausentes, números no finitos, valores fuera de límites absolutos o electrones cero — devuelve invalid_input y nunca se cobra. El precio es un $0.002 fijo por petición exitosa con unidad item y precio unitario marginal cero.
Consejos prácticos, límites y búsquedas relacionadas
Al enseñar electroquímica, empareje ejemplos: un caso estilo Daniell con ΔG° = −212300 J/mol y n = 2 recupera un E° positivo cerca de 1.1 V y espontaneidad spontaneous; el signo inverso de energía libre muestra nonspontaneous con voltaje negativo; ΔG° = 0 produce equilibrium; y envíe deliberadamente n = 0 para demostrar la vía dura invalid_input que protege de la división indefinida. Las tareas fallidas que devuelven invalid_input no consumen saldo prepago, lo que mantiene baratos los scripts exploratorios cuando los aprendices envían deliberadamente electrones cero.
Casos de integración
Pruebas unitarias de solvers de electroquímica estudiantil
Generen casos conocidos E° = −ΔG°/(nF) y rechazos deliberados de electrones cero para valores esperados de kata de codificación en herramientas de química.
Preguntas técnicas
¿Qué ocurre cuando el número de electrones es cero?
La división por cero es indefinida. Esta herramienta devuelve invalid_input en lugar de Infinity o NaN cuando n es cero o casi cero.