L'équation de Nernst est utilisée en électrochimie et porte le nom du physico-chimiste Walther Nernst. La forme générale de l'équation de Nernst détermine le point auquel une demi-cellule électrochimique atteint l'équilibre. Une forme plus spécifique détermine la tension totale d'une cellule électrochimique complète et une forme supplémentaire a des applications au sein d'une cellule vivante. L'équation de Nernst utilise le potentiel de réduction d'une demi-cellule standard, l'activité du produit chimique dans la cellule et le nombre d'électrons transférés dans la cellule. Il requiert également des valeurs pour la constante universelle des gaz, la température absolue et la constante de Faraday.
Définir les composantes de l'équation générale de Nernst. E est le potentiel de réduction de demi-cellule, Eo est le potentiel de réduction de demi-cellule standard, z est le nombre d'électrons transféré, aRed est l'activité chimique réduite du produit chimique dans la cellule et aOx est le produit chimique oxydé activité. De plus, nous avons R comme constante universelle des gaz de 8,314 Joules/Kelvin mole, T comme température en Kelvin et F comme constante de Faraday de 96 485 coulombs/mole.
Simplifiez l'équation de Nernst pour des conditions de laboratoire standard. Pour E = Eo - (RT/zF) Ln (aRed/aOx), nous pouvons traiter RT/F comme une constante où F = 298 degrés Kelvin (25 degrés Celsius). RT/F = (8,314 x 298) / 96 485 = 0,0256 volts (V). Ainsi, E = Eo - (0,0256 V/z) Ln (aRed/aOx) à 25 degrés C.
Convertissez l'équation de Nernst pour utiliser un logarithme de base 10 au lieu du logarithme népérien pour plus de commodité. D'après la loi des logarithmes, on a 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).
Utilisez l'équation de Nernst E = RT/zF ln (Co/Ci) dans les applications physiologiques où Co est la concentration d'un ion à l'extérieur d'une cellule et Ci est la concentration de l'ion à l'intérieur de la cellule. Cette équation fournit la tension d'un ion avec une charge z à travers une membrane cellulaire.