La ecuación de Nernst se utiliza en electroquímica y lleva el nombre del químico físico Walther Nernst. La forma general de la ecuación de Nernst determina el punto en el que una semicelda electroquímica alcanza el equilibrio. Una forma más específica determina el voltaje total de una celda electroquímica completa y una forma adicional tiene aplicaciones dentro de una celda viva. La ecuación de Nernst utiliza el potencial de reducción de media celda estándar, la actividad de la sustancia química en la celda y el número de electrones transferidos en la celda. También requiere valores para la constante de gas universal, la temperatura absoluta y la constante de Faraday.
Defina los componentes de la ecuación general de Nernst. E es el potencial de reducción de media celda, Eo es el potencial de reducción de media celda estándar, z es el número de electrones transferido, aRed es la actividad química reducida de la sustancia química en la célula y aOx es la sustancia química oxidada actividad. Además, tenemos R como la constante de gas universal de 8.314 julios / moles de Kelvin, T como la temperatura en Kelvin y F como la constante de Faraday de 96.485 culombios / mol.
Simplifique la ecuación de Nernst para condiciones estándar de laboratorio. Para E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), podemos tratar RT / F como una constante donde F = 298 grados Kelvin (25 grados Celsius). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 Voltios (V). Por lo tanto, E = Eo - (0.0256 V / z) Ln (aRed / aOx) a 25 grados C.
Convierta la ecuación de Nernst para usar un logaritmo de base 10 en lugar del logaritmo natural para mayor comodidad. De la ley de los logaritmos, tenemos 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).
Utilice la ecuación de Nernst E = RT / zF ln (Co / Ci) en aplicaciones fisiológicas donde Co es la concentración de un ion fuera de una célula y Ci es la concentración del ion dentro de la célula. Esta ecuación proporciona el voltaje de un ion con carga z a través de una membrana celular.
