Nernsta vienādojums tiek izmantots elektroķīmijā un ir nosaukts fizikālā ķīmiķa Valtera Nernsta vārdā. Nernsta vienādojuma vispārīgā forma nosaka punktu, kurā elektroķīmiska pusšūna sasniedz līdzsvaru. Konkrētāka forma nosaka pilnas elektroķīmiskās šūnas kopējo spriegumu, un papildu veidlapu var izmantot dzīvā šūnā. Nernsta vienādojumā tiek izmantots standarta pusšūnu reducēšanās potenciāls, ķīmiskās vielas aktivitāte šūnā un šūnā pārnesto elektronu skaits. Tam nepieciešamas arī universālās gāzes konstantes, absolūtās temperatūras un Faradejas konstantes vērtības.
Definējiet vispārējā Nernsta vienādojuma komponentus. E ir pusšūnu reducēšanās potenciāls, Eo ir standarta pusšūnu reducēšanās potenciāls, z ir elektronu skaits aRed ir samazināta ķīmiskā aktivitāte ķīmiskajai vielai šūnā un aOx ir oksidētā ķīmiskā viela aktivitāte. Turklāt mums ir R kā universālā gāzes konstante 8,314 Džoilu / Kelvina molu, T kā temperatūra Kelvinā un F kā Faradeja konstante 96 485 kulonas / mols.
Standarta laboratorijas apstākļiem vienkāršojiet Nernsta vienādojumu. Ja E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), mēs varam apstrādāt RT / F kā konstanti, kur F = 298 grādi Kelvin (25 grādi pēc Celsija). RT / F = (8,314 x 298) / 96 485 = 0,0256 volti (V). Tādējādi E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) 25 grādos C.
Lielākai ērtībai konvertējiet Nernsta vienādojumu, lai dabiskā logaritma vietā izmantotu 10 bāzes logaritmu. No logaritmu likuma mums ir 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).
Izmantojiet Nernsta vienādojumu E = RT / zF ln (Co / Ci) fizioloģiskos pielietojumos, kur Co ir jona koncentrācija ārpus šūnas un Ci ir jona koncentrācija šūnā. Šis vienādojums nodrošina jonu spriegumu ar lādiņu z visā šūnas membrānā.