Η εξίσωση Nernst χρησιμοποιείται στην ηλεκτροχημεία και πήρε το όνομά της από τον φυσικό χημικό Walther Nernst. Η γενική μορφή της εξίσωσης Nernst καθορίζει το σημείο στο οποίο ένα ηλεκτροχημικό μισό κύτταρο φτάνει σε ισορροπία. Μια πιο συγκεκριμένη μορφή καθορίζει τη συνολική τάση ενός πλήρους ηλεκτροχημικού στοιχείου και μια πρόσθετη φόρμα έχει εφαρμογές μέσα σε ένα ζωντανό στοιχείο. Η εξίσωση Nernst χρησιμοποιεί το τυπικό δυναμικό μείωσης μισών κυττάρων, τη δραστηριότητα της χημικής ουσίας στο κύτταρο και τον αριθμό ηλεκτρονίων που μεταφέρονται στο κύτταρο. Απαιτεί επίσης τιμές για τη γενική σταθερά αερίου, την απόλυτη θερμοκρασία και τη σταθερά Faraday.
Ορίστε τα στοιχεία της γενικής εξίσωσης Nernst. E είναι το δυναμικό μείωσης μισών κυττάρων, το Eo είναι το τυπικό δυναμικό μείωσης μισών κυττάρων, το z είναι ο αριθμός ηλεκτρονίων μεταφέρεται, το aRed είναι η μειωμένη χημική δραστηριότητα για τη χημική ουσία στο κύτταρο και το aOx είναι το οξειδωμένο χημικό δραστηριότητα. Επιπλέον, έχουμε το R ως τη γενική σταθερά αερίου 8.314 Joules / Kelvin moles, T ως τη θερμοκρασία στο Kelvin και F ως τη σταθερά Faraday 96.485 coulombs / mole.
Απλοποιήστε την εξίσωση Nernst για τυπικές εργαστηριακές συνθήκες. Για E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), μπορούμε να αντιμετωπίσουμε το RT / F ως σταθερά όπου F = 298 βαθμούς Kelvin (25 βαθμούς Κελσίου). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 βολτ (V). Έτσι, E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) στους 25 βαθμούς C.
Μετατρέψτε την εξίσωση Nernst για να χρησιμοποιήσετε έναν λογάριθμο βάσης 10 αντί για τον φυσικό λογάριθμο για μεγαλύτερη ευκολία. Από το νόμο των λογαρίθμων, έχουμε E = Eo - (0,025693 V / z) Ln (aRed / aOx) = Eo - (0,025693 V / z) (Ln 10) log10 (aRed / aOx) = Eo - (0,05916 V / z) z) log10 (aRed / aOx).
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Nernst E = RT / zF ln (Co / Ci) σε φυσιολογικές εφαρμογές όπου το Co είναι η συγκέντρωση ενός ιόντος έξω από ένα κελί και το Ci είναι η συγκέντρωση του ιόντος μέσα στο κελί. Αυτή η εξίσωση παρέχει την τάση ενός ιόντος με φορτίο z σε μια κυτταρική μεμβράνη.
