A equação de Nernst é usada em eletroquímica e deve o seu nome ao físico-químico Walther Nernst. A forma geral da equação de Nernst determina o ponto em que uma meia-célula eletroquímica atinge o equilíbrio. Uma forma mais específica determina a voltagem total de uma célula eletroquímica completa e uma forma adicional tem aplicações dentro de uma célula viva. A equação de Nernst usa o potencial de redução de meia-célula padrão, a atividade do produto químico na célula e o número de elétrons transferidos na célula. Também requer valores para a constante universal do gás, a temperatura absoluta e a constante de Faraday.
Defina os componentes da equação geral de Nernst. E é o potencial de redução de meia célula, Eo é o potencial de redução de meia célula padrão, z é o número de elétrons transferido, aRed é a atividade química reduzida do produto químico na célula e aOx é o produto químico oxidado atividade. Além disso, temos R como a constante universal de gás de 8,314 Joules / Kelvin moles, T como a temperatura em Kelvin e F como a constante de Faraday de 96.485 coulombs / mol.
Simplifique a equação de Nernst para condições de laboratório padrão. Para E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), podemos tratar RT / F como uma constante onde F = 298 graus Kelvin (25 graus Celsius). RT / F = (8,314 x 298) / 96.485 = 0,0256 Volts (V). Assim, E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) a 25 graus C.
Converta a equação de Nernst para usar um logaritmo de base 10 em vez do logaritmo natural para maior conveniência. Pela lei dos logaritmos, temos 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).
Use a equação de Nernst E = RT / zF ln (Co / Ci) em aplicações fisiológicas onde Co é a concentração de um íon fora da célula e Ci é a concentração do íon dentro da célula. Esta equação fornece a voltagem de um íon com carga z através de uma membrana celular.