Nernst-ligningen brukes i elektrokjemi og er oppkalt etter fysisk kjemiker Walther Nernst. Den generelle formen for Nernst-ligningen bestemmer punktet der en elektrokjemisk halvcelle når likevekt. En mer spesifikk form bestemmer den totale spenningen til en full elektrokjemisk celle, og et ekstra skjema har applikasjoner i en levende celle. Nernst-ligningen bruker standardpotensialet for reduksjon av halvceller, aktiviteten til kjemikaliet i cellen og antall elektroner som overføres i cellen. Det krever også verdier for den universelle gasskonstanten, den absolutte temperaturen og Faraday-konstanten.
Definer komponentene i den generelle Nernst-ligningen. E er halvcellereduksjonspotensialet, Eo er standardhalvcellereduksjonspotensialet, z er antall elektroner overført, aRed er den reduserte kjemiske aktiviteten for kjemikaliet i cellen og aOx er det oksyderte kjemikaliet aktivitet. Videre har vi R som den universelle gasskonstanten på 8,314 Joule / Kelvin mol, T som temperaturen i Kelvin og F som Faraday-konstanten på 96,485 coulombs / mol.
Forenkle Nernst-ligningen for standard laboratorieforhold. For E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), kan vi behandle RT / F som en konstant der F = 298 grader Kelvin (25 grader Celsius). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 volt (V). Dermed er E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) ved 25 grader C.
Konverter Nernst-ligningen til å bruke en base 10 logaritme i stedet for den naturlige logaritmen for større bekvemmelighet. Fra loven om logaritmer har vi 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).
Bruk Nernst-ligningen E = RT / zF ln (Co / Ci) i fysiologiske anvendelser der Co er konsentrasjonen av et ion utenfor en celle og Ci er konsentrasjonen av ionet inne i cellen. Denne ligningen gir spenningen til et ion med ladning z over en cellemembran.