Diferența cheie dintre ecuația Nernst și ecuația Goldman este că ecuația Nernst descrie relația dintre potențialul de reducere și potențialul standard al electrodului, în timp ce ecuația Goldman este o derivată a ecuației Nernst și descrie potențialul de inversare a membranei celulare.
O celulă electrochimică este un dispozitiv electric care poate genera electricitate folosind energia chimică a reacțiilor chimice. Sau putem folosi aceste dispozitive pentru a ajuta reacțiile chimice prin furnizarea energiei necesare din electricitate. Potențialul de reducere al unei celule electrochimice determină capacitatea celulei de a produce electricitate.
Ce este ecuația Nernst?
Ecuația de Nernst este o expresie matematică care oferă relația dintre potențialul de reducere și potențialul de reducere standard al unei celule electrochimice. Ecuația este numită după omul de știință W alther Nernst. Și, a fost dezvoltat folosind alți factori care afectează reacțiile electrochimice de oxidare și reducere, cum ar fi temperatura și activitatea chimică a speciilor chimice care suferă oxidare și reducere.
Când derivăm ecuația Nernst, trebuie să luăm în considerare modificările standard ale energiei libere Gibbs care sunt asociate cu transformările electrochimice care au loc în celulă. Reacția de reducere a unei celule electrochimice poate fi dată după cum urmează:
Ox + z e– ⟶ Roșu
Conform termodinamicii, modificarea reală a energiei libere a reacției este, E=Ereducere – Eoxidare
Cu toate acestea, energia liberă Gibbs (ΔG) este legată de E (diferența de potențial) după cum urmează:
ΔG=-nFE
Unde n este numărul de electroni transferați între speciile chimice atunci când reacția progresează, F este constanta Faraday. Dacă luăm în considerare condițiile standard, atunci ecuația este următoarea:
ΔG0=-nFE0
Putem lega energia liberă Gibbs a condițiilor non-standard cu energia Gibbs a condițiilor standard prin următoarea ecuație.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Apoi, putem înlocui ecuațiile de mai sus în această ecuație standard pentru a obține ecuația Nernst după cum urmează:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Cu toate acestea, putem rescrie ecuația de mai sus folosind valorile constantei Faraday și R (constanta universală a gazului).
E=E0 – (0,0592VlnQ/n)
Ce este ecuația Goldman?
Ecuația Goldman este utilă în determinarea potențialului invers de-a lungul unei membrane celulare în fiziologia membranei celulare. Această ecuație a fost numită după omul de știință David E. Goldman, care a dezvoltat ecuația. Și, a fost derivat din ecuația Nernst. Ecuația Goldman ia în considerare distribuția neuniformă a ionilor pe membrana celulară și diferențele de permeabilitate a membranei atunci când se determină acest potențial invers. Ecuația este următoarea:
Unde
- Em este diferența de potențial de-a lungul membranei celulare,
- R este constanta universală a gazului,
- T este temperatura termodinamică,
- Z este numărul de moli de electroni care sunt transferați între specii chimice,
- F este constanta Faraday,
- PA sau B este permeabilitatea membranei față de ionul A sau B și
- [A sau B]i este concentrația de ion A sau B în interiorul membranei celulare.
Care este diferența dintre ecuația Nernst și ecuația Goldman?
Ecuația Nernst și ecuația Goldman sunt expresii matematice care pot fi folosite ca măsurători ale potențialului celulelor electrochimice. Diferența cheie dintre ecuația Nernst și ecuația Goldman este că ecuația Nernst descrie relația dintre potențialul de reducere și potențialul standard al electrodului, în timp ce ecuația Goldman este o derivată a ecuației Nernst și descrie potențialul de inversare a membranei celulare.
Infografia de mai jos rezumă diferența dintre ecuația Nernst și ecuația Goldman.
Rezumat – Ecuația Nernst vs Ecuația Goldman
Ecuația Nernst și ecuația Goldman sunt expresii matematice care pot fi folosite ca măsurători ale potențialului celulelor electrochimice. Diferența cheie dintre ecuația Nernst și ecuația Goldman este că ecuația Nernst descrie relația dintre potențialul de reducere și potențialul standard al electrodului, dar ecuația Goldman este o derivată a ecuației Nernst și descrie potențialul de inversare a membranei celulare.
