Razlika med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 13:49

Ključna razlika med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom je, da je Nernstov potencial podan za biološko ali elektrokemično celico, medtem ko je zeta potencial podan za koloidno disperzijo.

Nernstov potencial in zeta potencial sta izraza v fizikalni kemiji, ki opisujeta potencialno razliko med nečim, npr. celična membrana, elektrokemijska celica, membrana razpršenega delca v disperzijskem mediju itd.

Kaj je Nernstov potencial?

Nernstov potencial ali povratni potencial je potencial preko celične membrane, ki nasprotuje neto difuziji določenega iona skozi membrano. Zato ima ta izraz aplikacije v biokemiji. Nernstov potencial lahko določimo z razmerjem koncentracij tistega specifičnega iona (ki skuša preiti skozi celično membrano) znotraj in zunaj celice. Vendar se ta izraz uporablja tudi v elektrokemiji, kar zadeva elektrokemične celice. Enačba, ki se uporablja za določanje Nernstovega potenciala, se imenuje Nernstova enačba.

Nernstovo enačbo lahko opišemo kot matematični izraz, ki podaja razmerje med redukcijskim potencialom in standardnim redukcijskim potencialom elektrokemične celice. Ta enačba je dobila ime po znanstveniku W altherju Nernstu. Poleg tega je bila ta enačba razvita z uporabo drugih dejavnikov, ki vplivajo na reakcije elektrokemične oksidacije in redukcije, kot sta temperatura in kemična aktivnost kemičnih vrst, ki so podvržene oksidaciji in redukciji.

Da dobimo Nernstovo enačbo, moramo upoštevati standardne spremembe Gibbsove proste energije, ki je povezana z elektrokemičnimi transformacijami, ki se zgodijo v celici. Reakcijo redukcije elektrokemične celice lahko podamo na naslednji način:

Ox + z e^{– ⟶ Rdeča}

V termodinamiki je dejanska sprememba proste energije pri reakciji

E=E_redukcija – E_oksidacija

Gibbsovo prosto energijo (ΔG) lahko povežemo z E (potencialna razlika) na naslednji način:

ΔG=-nFE

Kjer je n število elektronov, ki se prenesejo med kemičnimi vrstami, ko reakcija napreduje, je F Faradayeva konstanta. Če upoštevamo standardne pogoje, potem je enačba naslednja:

ΔG⁰=-nFE⁰

Gibbsovo prosto energijo nestandardnih pogojev lahko povežemo z Gibbsovo energijo standardnih pogojev prek naslednje enačbe.

ΔG=ΔG^{0 + RTlnQ}

Nato lahko zgornje enačbe nadomestimo s to standardno enačbo, da dobimo Nernstovo enačbo, kot sledi:

-nFE=-nFE^{0 + RTlnQ}

Potem je Nernstova enačba naslednja:

E=E^{0 – (RTlnQ/nF)}

Kaj je Zeta potencial?

Zeta potencial je elektrokinetični potencial koloidne disperzije. Ta izraz izhaja iz grške črke "zeta". Na splošno ta elektrokinetični potencial imenujemo zeta potencial. Z drugimi besedami, zeta potencial je potencialna razlika med disperzijskim medijem in stacionarno plastjo tekočine, ki je pritrjena na razpršene delce koloidne disperzije. To pomeni, da nam izraz zeta potencial nakazuje naboj, ki je prisoten na površini delcev. Poznamo dve vrsti zeta potenciala: pozitivni in negativni zeta potencial. Poleg tega je ta potencial tisto, kar merimo kot hitrost delcev v enosmernem toku. električno polje.

Slika 01: Delec v koloidni suspenziji

Med obema vrstama pozitivni zeta potencial kaže, da imajo razpršeni delci v suspenziji, v kateri merimo zeta potencial, pozitiven naboj. Poleg tega, ko upoštevamo vrednosti, ni pomembne razlike med pozitivnim in negativnim zeta potencialom.

Po drugi strani pa negativni zeta potencial kaže, da imajo razpršeni delci v suspenziji, v kateri merimo zeta potencial, negativen naboj; zato je naboj razpršenih delcev negativen.

Kakšna je razlika med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom?

Nernstov potencial in zeta potencial se uporabljata v fizikalni kemiji. Ključna razlika med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom je, da je Nernstov potencial podan za biološko celico ali elektrokemično celico, medtem ko je zeta potencial podan za koloidno disperzijo.

Spodnja infografika prikazuje več razlik med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom.

Povzetek – Nernstov potencial proti Zeta potencialu

Izraza Nernstov potencial in zeta potencial se uporabljata v fizikalni kemiji. Ključna razlika med Nernstovim potencialom in Zeta potencialom je, da je Nernstov potencial podan za biološko celico ali elektrokemično celico, medtem ko je zeta potencial podan za koloidno disperzijo.