Nernstova rovnice se používá v elektrochemii a je pojmenována po fyzikálním chemikovi Waltherovi Nernstovi. Obecná forma Nernstovy rovnice určuje bod, ve kterém elektrochemický poločlánek dosáhne rovnováhy. Specifičtější forma určuje celkové napětí plného elektrochemického článku a další forma má aplikace v živém článku. Nernstova rovnice využívá standardní redukční potenciál poločlánků, aktivitu chemické látky v buňce a počet elektronů přenesených v buňce. Vyžaduje také hodnoty univerzální plynové konstanty, absolutní teploty a Faradayovy konstanty.
Definujte složky obecné Nernstovy rovnice. E je redukční potenciál půlčlánku, Eo je standardní redukční potenciál půlčlánku, z je počet elektronů přeneseno, aRed je snížená chemická aktivita chemikálie v buňce a aOx je oxidovaná chemikálie aktivita. Dále máme R jako univerzální plynovou konstantu 8,144 J / Kelvinů, T jako teplotu v Kelvinech a F jako Faradayovu konstantu 96,485 coulombů / mol.
Zjednodušte Nernstovu rovnici pro standardní laboratorní podmínky. Pro E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx) můžeme s RT / F zacházet jako s konstantou, kde F = 298 stupňů Kelvina (25 stupňů Celsia). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 voltů (V). E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) tedy při 25 stupních C.
Pro větší pohodlí převeďte Nernstovu rovnici tak, aby místo přirozeného logaritmu používala základní 10 logaritmus. Ze zákona logaritmů máme 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).
Použijte Nernstovu rovnici E = RT / zF ln (Co / Ci) ve fyziologických aplikacích, kde Co je koncentrace iontu mimo buňku a Ci je koncentrace iontu uvnitř buňky. Tato rovnice poskytuje napětí iontu s nábojem z přes buněčnou membránu.
