Ključna razlika med Nernstovo enačbo in Goldmanovo enačbo je v tem, da Nernstova enačba opisuje razmerje med redukcijskim potencialom in standardnim elektrodnim potencialom, medtem ko je Goldmanova enačba izpeljanka Nernstove enačbe in opisuje obratni potencial preko celične membrane.
Elektrokemična celica je električna naprava, ki lahko proizvaja elektriko z uporabo kemijske energije kemijskih reakcij. Lahko pa uporabimo te naprave za pomoč pri kemičnih reakcijah z zagotavljanjem potrebne energije iz električne energije. Redukcijski potencial elektrokemične celice določa sposobnost celice za proizvodnjo električne energije.
Kaj je Nernstova enačba?
Nernstova enačba je matematični izraz, ki podaja razmerje med redukcijskim potencialom in standardnim redukcijskim potencialom elektrokemične celice. Enačba je poimenovana po znanstveniku W altherju Nernstu. Poleg tega je bil razvit 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.
Pri izpeljavi Nernstove enačbe 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
Glede na termodinamiko je dejanska sprememba proste energije pri reakciji
E=Eredukcija – Eoksidacija
Vendar je Gibbsova prosta energija (ΔG) povezana z E (potencialno razliko) 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 z naslednjo enačbo.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Nato lahko zgornje enačbe nadomestimo s to standardno enačbo, da dobimo Nernstovo enačbo, kot sledi:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Vendar lahko zgornjo enačbo prepišemo z uporabo vrednosti Faradayeve konstante in R (univerzalne plinske konstante).
E=E0 – (0,0592VlnQ/n)
Kaj je Goldmanova enačba?
Goldmanova enačba je uporabna pri določanju povratnega potenciala čez celično membrano v fiziologiji celične membrane. Ta enačba je dobila ime po znanstveniku Davidu E. Goldmanu, ki jo je razvil. In izpeljan je bil iz Nernstove enačbe. Goldmanova enačba pri določanju tega obratnega potenciala upošteva neenakomerno porazdelitev ionov po celični membrani in razlike v prepustnosti membrane. Enačba je naslednja:
Kje
- Em je potencialna razlika čez celično membrano,
- R je univerzalna plinska konstanta,
- T je termodinamična temperatura,
- Z je število molov elektronov, ki se prenašajo med kemičnimi vrstami,
- F je Faradayeva konstanta,
- PA ali B je prepustnost membrane za ion A ali B in
- [A ali B]i je koncentracija iona A ali B znotraj celične membrane.
Kakšna je razlika med Nernstovo enačbo in Goldmanovo enačbo?
Nernstova enačba in Goldmanova enačba sta matematični izrazi, ki ju je mogoče uporabiti kot meritev potenciala elektrokemičnih celic. Ključna razlika med Nernstovo enačbo in Goldmanovo enačbo je v tem, da Nernstova enačba opisuje razmerje med redukcijskim potencialom in standardnim elektrodnim potencialom, medtem ko je Goldmanova enačba izpeljanka Nernstove enačbe in opisuje obratni potencial preko celične membrane.
Spodnja infografika povzema razliko med Nernstovo in Goldmanovo enačbo.
Povzetek – Nernstova enačba proti Goldmanovi enačbi
Nernstova enačba in Goldmanova enačba sta matematični izrazi, ki ju je mogoče uporabiti kot meritev potenciala elektrokemičnih celic. Ključna razlika med Nernstovo enačbo in Goldmanovo enačbo je v tem, da Nernstova enačba opisuje razmerje med redukcijskim potencialom in standardnim elektrodnim potencialom, Goldmanova enačba pa je izpeljanka Nernstove enačbe in opisuje obratni potencial preko celične membrane.
