Razlika između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe

ključna razlika između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe je to Nernstova jednadžba opisuje odnos redukcijskog potencijala i standardnog potencijala elektrode, dok je Goldmanova jednadžba derivat Nernstove jednadžbe i opisuje preokretni potencijal preko stanične membrane.

Elektrokemijska ćelija je električni uređaj koji može stvarati električnu energiju koristeći kemijsku energiju kemijskih reakcija. Ili možemo koristiti ove uređaje za pomoć kemijskim reakcijama pružanjem potrebne energije iz električne energije. Redukcijski potencijal elektrokemijske ćelije određuje sposobnost stanice da proizvodi električnu energiju.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je Nernstova jednadžba 
3. Što je Goldmanova jednadžba
4. Usporedna usporedba - Nernstova jednadžba prema Goldmanovoj jednadžbi u tabelarnom obliku
5. Sažetak

Što je Nernstova jednadžba?

Nernstova jednadžba je matematički izraz koji daje odnos između redukcijskog potencijala i standardnog redukcijskog potencijala elektrokemijske ćelije. Jednadžba je dobila ime po znanstveniku Waltheru Nernstu. A razvijen je korištenjem drugih čimbenika koji utječu na reakcije elektrokemijske oksidacije i redukcije, poput temperature i kemijske aktivnosti kemijskih vrsta koje prolaze oksidaciju i redukciju.

Prilikom izvođenja Nernstove jednadžbe moramo uzeti u obzir standardne promjene Gibbsove slobodne energije koje su povezane s elektrokemijskim transformacijama koje se događaju u stanici. Reakcija redukcije elektrokemijske ćelije može se dati na sljedeći način:

Ox + z e^-    ⟶ Crveno

Prema termodinamici, stvarna promjena slobodne energije reakcije je,

E = E_smanjenje    -    E_oksidacija

Međutim, Gibbsova slobodna energija (ΔG) povezana je s E (razlika potencijala) kako slijedi:

ΔG = -nFE

Gdje je n broj elektrona prenesenih između kemijskih vrsta kada reakcija napreduje, F je Faradayeva konstanta. Ako uzmemo u obzir standardne uvjete, jednadžba je sljedeća:

ΔG⁰  = -NFE⁰

Gibbsovu energiju nestandardnih uvjeta možemo povezati s Gibbsovom energijom standardnih uvjeta pomoću sljedeće jednadžbe.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Zatim možemo gornje jednadžbe zamijeniti u ovoj standardnoj jednadžbi da bismo dobili Nernstovu jednadžbu na sljedeći način:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Međutim, gornju jednadžbu možemo prepisati koristeći vrijednosti za Faradayevu konstantu i R (univerzalna plinska konstanta).

E = E⁰   -    (0.0592VlnQ / n)

Što je Goldmanova jednadžba?

Goldmanova jednadžba je korisna u određivanju obrnutog potencijala preko stanične membrane u fiziologiji stanične membrane. Ta je jednadžba dobila ime po znanstveniku Davidu E. Goldmanu, koji je razvio jednadžbu. A, izvedena je iz Nernstove jednadžbe. Goldmanova jednadžba uzima u obzir neravnomjernu raspodjelu iona po staničnoj membrani i razlike u propusnosti membrane pri određivanju ovog obrnutog potencijala. Jednadžba je sljedeća:

Gdje

• Em je razlika potencijala u staničnoj membrani,
• R je univerzalna konstanta plina,
• T je termodinamička temperatura,
• Z je broj molova elektrona koji se prenose između kemijskih vrsta,
• F je Faradayeva konstanta,
• P_{A ili B} je propusnost membrane prema A ili B ionu, i
• [A ili B]_ja je koncentracija A ili B iona unutar stanične membrane.

Koja je razlika između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe?

Nernstova jednadžba i Goldmanova jednadžba matematički su izrazi koji se mogu koristiti kao mjerenje potencijala elektrokemijskih stanica. Ključna razlika između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe je da Nernstova jednadžba opisuje odnos između redukcijskog potencijala i standardnog potencijala elektrode, dok je Goldmanova jednadžba derivat Nernstove jednadžbe i opisuje preokretni potencijal preko stanične membrane.

Podaci u nastavku rezimiraju razliku između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe.

Sažetak - Nernstova jednadžba vs Goldmanova jednadžba

Nernstova jednadžba i Goldmanova jednadžba matematički su izrazi koji se mogu koristiti kao mjerenje potencijala elektrokemijskih stanica. Ključna razlika između Nernstove jednadžbe i Goldmanove jednadžbe je u tome što Nernstova jednadžba opisuje odnos redukcijskog potencijala i standardnog potencijala elektrode, ali Goldmanova je jednadžba derivat Nernstove jednadžbe i opisuje preokretni potencijal preko stanične membrane.

Referenca:

1. "Nernstova jednadžba." Kemija LibreTexts, Libretexts, 5. lipnja 2019., dostupno ovdje.

Ljubaznošću slike:

1. "ElectrochemCell" napisao Alksub na engleskoj Wikipediji (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia