Уравнението на Нернст се използва в електрохимията и е кръстено на физика-химик Валтер Нернст. Общата форма на уравнението на Нернст определя точката, в която електрохимичната полуклетка достига равновесие. По-специфична форма определя общото напрежение на пълна електрохимична клетка, а допълнителна форма има приложения в живата клетка. Уравнението на Нернст използва стандартния редукционен потенциал на полуклетъчната активност, активността на химичното вещество в клетката и броя на електроните, пренесени в клетката. Той също така изисква стойности за универсалната газова константа, абсолютната температура и константата на Фарадей.
Определете компонентите на общото уравнение на Нернст. E е редукционният потенциал на полуклетъчните клетки, Eo е стандартният редукционен потенциал на полуклетъчните клетки, z е броят на електроните прехвърлен, aRed е намалената химическа активност на химикала в клетката, а aOx е окисленият химикал дейност. Освен това имаме R като универсална газова константа от 8.314 джаула / молви на Келвин, T като температурата в Келвин и F като константа на Фарадей от 96 485 кулони / мол.
Опростете уравнението на Нернст за стандартни лабораторни условия. За E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), можем да третираме RT / F като константа, където F = 298 градуса по Келвин (25 градуса по Целзий). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 волта (V). По този начин E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) при 25 градуса C.
Преобразувайте уравнението на Нернст, за да използвате основен логаритъм 10 вместо естествения логаритъм за по-голямо удобство. От закона на логаритмите имаме E = Eo - (0,025693 V / z) Ln (aRed / aOx) = Eo - (0,025693 V / z) (Ln 10) log10 (aRed / aOx) = Eo - (0,05916 V / z) log10 (aRed / aOx).
Използвайте уравнението на Нернст E = RT / zF ln (Co / Ci) във физиологични приложения, където Co е концентрацията на йон извън клетката, а Ci е концентрацията на йона вътре в клетката. Това уравнение осигурява напрежението на йон със заряд z през клетъчната мембрана.