Kluczowa różnica między równaniem Nernsta a równaniem Goldmana polega na tym, że równanie Nernsta opisuje zależność między potencjałem redukcyjnym a standardowym potencjałem elektrody, podczas gdy równanie Goldmana jest pochodną równania Nernsta i opisuje potencjał odwrotny na błonie komórkowej.
Ogniwo elektrochemiczne to urządzenie elektryczne, które może generować elektryczność przy użyciu energii chemicznej reakcji chemicznych. Albo możemy wykorzystać te urządzenia do wspomagania reakcji chemicznych poprzez dostarczanie wymaganej energii z elektryczności. Potencjał redukcyjny ogniwa elektrochemicznego określa zdolność ogniwa do wytwarzania energii elektrycznej.
Co to jest równanie Nernsta?
Równanie Nernsta to wyrażenie matematyczne, które określa zależność między potencjałem redukcyjnym a standardowym potencjałem redukcyjnym ogniwa elektrochemicznego. Równanie nosi imię naukowca W althera Nernsta. Został on opracowany przy użyciu innych czynników wpływających na reakcje elektrochemicznego utleniania i redukcji, takich jak temperatura i aktywność chemiczna związków chemicznych, które ulegają utlenianiu i redukcji.
Wyprowadzając równanie Nernsta, musimy wziąć pod uwagę standardowe zmiany energii swobodnej Gibbsa, które są związane z przemianami elektrochemicznymi zachodzącymi w komórce. Reakcję redukcji ogniwa elektrochemicznego można podać w następujący sposób:
Wół + z e– ⟶ Czerwony
Zgodnie z termodynamiką, rzeczywista zmiana energii swobodnej reakcji wynosi
E=Eredukcja – Eutlenianie
Jednakże energia swobodna Gibbsa (ΔG) jest powiązana 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 w warunkach niestandardowych z energią Gibbsa w warunkach 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
Możemy jednak przepisać powyższe równanie, używając wartości stałej Faradaya i R (uniwersalnej stałej gazowej).
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Co to jest równanie Goldmana?
Równanie Goldmana jest przydatne w określaniu potencjału wstecznego w błonie komórkowej w fizjologii błony komórkowej. To równanie zostało nazwane na cześć naukowca Davida E. Goldmana, który opracował równanie. I wywodzi się z równania Nernsta. Równanie Goldmana uwzględnia nierównomierny rozkład jonów w błonie komórkowej i różnice w przepuszczalności błony przy określaniu tego potencjału odwrotnego. Równanie wygląda następująco:
Gdzie
- Em to różnica potencjałów w błonie komórkowej,
- R jest uniwersalną stałą gazową,
- T to temperatura termodynamiczna,
- Z to liczba moli elektronów, które są przenoszone między cząsteczkami chemicznymi,
- F jest stałą Faradaya,
- PA lub B to przepuszczalność membrany w kierunku jonów A lub B, a
- [A lub B]i to stężenie jonów A lub B wewnątrz błony komórkowej.
Jaka jest różnica między równaniem Nernsta a równaniem Goldmana?
Równanie Nernsta i równanie Goldmana to wyrażenia matematyczne, które można wykorzystać do pomiaru potencjału ogniw elektrochemicznych. Kluczową różnicą między równaniem Nernsta a równaniem Goldmana jest to, że równanie Nernsta opisuje związek między potencjałem redukcyjnym a standardowym potencjałem elektrody, podczas gdy równanie Goldmana jest pochodną równania Nernsta i opisuje potencjał odwrotny na błonie komórkowej.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między równaniem Nernsta a równaniem Goldmana.
Podsumowanie – Równanie Nernsta vs Równanie Goldmana
Równanie Nernsta i równanie Goldmana to wyrażenia matematyczne, które można wykorzystać do pomiaru potencjału ogniw elektrochemicznych. Kluczową różnicą między równaniem Nernsta a równaniem Goldmana jest to, że równanie Nernsta opisuje związek między potencjałem redukcyjnym a standardowym potencjałem elektrody, ale równanie Goldmana jest pochodną równania Nernsta i opisuje potencjał odwrotny na błonie komórkowej.
