Kluczowa różnica między potencjałem Nernsta a potencjałem Zeta polega na tym, że potencjał Nernsta jest podany dla komórki biologicznej lub elektrochemicznej, podczas gdy potencjał zeta jest podany dla dyspersji koloidalnej.
Potencjał Nernsta i potencjał zeta to terminy w chemii fizycznej, które opisują potencjalną różnicę między czymś, np. błona komórkowa, ogniwo elektrochemiczne, membrana cząstki rozproszonej w medium dyspersyjnym itp.
Jaki jest potencjał Nernsta?
Potencjał Nernsta lub potencjał odwrócenia to potencjał w błonie komórkowej, który przeciwstawia się dyfuzji netto określonego jonu przez błonę. Dlatego termin ten ma zastosowanie w biochemii. Możemy określić potencjał Nernsta przez stosunek stężeń tego konkretnego jonu (który próbuje przejść przez błonę komórkową) wewnątrz komórki i na zewnątrz komórki. Jednak termin ten jest również używany w elektrochemii, w odniesieniu do ogniw elektrochemicznych. Równanie używane do określenia potencjału Nernsta nazywa się równaniem Nernsta.
Równanie Nernsta można opisać jako wyrażenie matematyczne, które podaje zależność między potencjałem redukcyjnym a standardowym potencjałem redukcyjnym ogniwa elektrochemicznego. To równanie zostało nazwane na cześć naukowca W althera Nernsta. Ponadto równanie to zostało opracowane z wykorzystaniem innych czynników wpływających na reakcje elektrochemicznego utleniania i redukcji, takich jak temperatura i aktywność chemiczna związków chemicznych ulegających utlenianiu i redukcji.
Aby otrzymać równanie Nernsta, musimy wziąć pod uwagę standardowe zmiany w energii swobodnej Gibbsa związane z przemianami elektrochemicznymi zachodzącymi w komórce. Reakcję redukcji ogniwa elektrochemicznego można podać w następujący sposób:
Wół + z e– ⟶ Czerwony
W termodynamice rzeczywista zmiana energii swobodnej reakcji wynosi
E=Eredukcja – Eutlenianie
Możemy powiązać energię swobodną Gibbsa (ΔG) z E (różnicą potencjałów) w następujący sposób:
ΔG=-nFE
Gdzie n jest liczbą elektronów przenoszonych między cząsteczkami chemicznymi podczas postępu reakcji, F jest stałą Faradaya. Jeśli weźmiemy pod uwagę warunki standardowe, równanie wygląda następująco:
ΔG0=-nFE0
Możemy powiązać energię swobodną Gibbsa warunków niestandardowych z energią Gibbsa warunków standardowych za pomocą następującego równania.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Następnie możemy wstawić powyższe równania do tego standardowego równania, aby otrzymać równanie Nernsta w następujący sposób:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Wtedy równanie Nernsta wygląda następująco:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Jaki jest potencjał Zeta?
Potencjał Zeta to potencjał elektrokinetyczny dyspersji koloidalnej. Termin ten pochodzi od greckiej litery „zeta”. Generalnie nazywamy ten potencjał elektrokinetyczny potencjałem zeta. Innymi słowy, potencjał zeta jest różnicą potencjałów między ośrodkiem dyspersyjnym a nieruchomą warstwą płynu przymocowaną do zdyspergowanej cząstki dyspersji koloidalnej. Oznacza to, że termin potencjał zeta wskazuje nam ładunek obecny na powierzchni cząstki. Możemy rozpoznać dwa rodzaje potencjału zeta: dodatni i ujemny potencjał zeta. Co więcej, potencjał ten mierzymy jako prędkość cząstek w prądzie stałym. pole elektryczne.
Rysunek 01: Cząstka w zawiesinie koloidalnej
Wśród tych dwóch typów dodatni potencjał zeta wskazuje, że rozproszone cząstki w zawiesinie, w której mierzymy potencjał zeta, mają ładunek dodatni. Co więcej, gdy rozważamy wartości, nie ma znaczącej różnicy między dodatnim a ujemnym potencjałem zeta.
Z drugiej strony ujemny potencjał zeta wskazuje, że rozproszone cząstki w zawiesinie, w której mierzymy potencjał zeta, mają ładunek ujemny; zatem ładunek rozproszonych cząstek jest ujemny.
Jaka jest różnica między potencjałem Nernsta a potencjałem Zeta?
Potencjał Nernsta i potencjał zeta są wykorzystywane w chemii fizycznej. Kluczową różnicą między potencjałem Nernsta a potencjałem Zeta jest to, że potencjał Nernsta jest podany dla komórki biologicznej lub elektrochemicznej, podczas gdy potencjał zeta jest podany dla dyspersji koloidalnej.
Poniższa infografika pokazuje więcej różnic między potencjałem Nernsta a potencjałem Zeta.
Podsumowanie – Potencjał Nernsta a potencjał Zeta
Terminy potencjał Nernsta i potencjał zeta są używane w chemii fizycznej. Kluczową różnicą między potencjałem Nernsta a potencjałem Zeta jest to, że potencjał Nernsta jest podany dla komórki biologicznej lub elektrochemicznej, podczas gdy potencjał zeta jest podany dla dyspersji koloidalnej.
