Nernsti võrrandit kasutatakse elektrokeemias ja see on nimetatud füüsikalise keemiku Walther Nernsti järgi. Nernsti võrrandi üldine vorm määrab punkti, kus elektrokeemiline poolrakk jõuab tasakaalu. Spetsiifilisem vorm määrab kogu elektrokeemilise elemendi kogupinge ja lisavormil on rakendusi elus rakus. Nernsti võrrand kasutab standardset poolrakkude redutseerimispotentsiaali, kemikaali aktiivsust rakus ja rakus ülekantavate elektronide arvu. See nõuab ka universaalse gaasikonstandi, absoluuttemperatuuri ja Faraday konstandi väärtusi.
Määratlege Nernsti üldise võrrandi komponendid. E on poolrakkude redutseerimispotentsiaal, Eo on poolrakkude standardne redutseerimispotentsiaal, z on elektronide arv aRed on rakus sisalduva kemikaali vähendatud keemiline aktiivsus ja aOx on oksüdeerunud kemikaal aktiivsus. Pealegi on meil R kui universaalne gaasikonstant 8,314 Joule / Kelvini mooli, T kui temperatuur Kelvinis ja F kui Faraday konstant 96 485 kulonki / mol.
Standardsete laboritingimuste jaoks lihtsustage Nernsti võrrandit. E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx) korral võime käsitleda RT / F konstandina, kus F = 298 Kelvini kraadi (25 kraadi Celsiuse järgi). RT / F = (8,314 x 298) / 96 485 = 0,0256 volti (V). Seega on E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) temperatuuril 25 ° C.
Teisendage Nernsti võrrand, et suurema mugavuse huvides kasutada loodusliku logaritmi asemel 10 baaslogaritmi. Logaritmide seadusest on meil 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).
Kasutage Nernsti võrrandit E = RT / zF ln (Co / Ci) füsioloogilistes rakendustes, kus Co on iooni kontsentratsioon väljaspool rakku ja Ci on iooni kontsentratsioon rakus. See võrrand annab raku membraanile laenguga z iooni pinge.