Ecuația Nernst este utilizată în electrochimie și poartă numele chimistului fizic Walther Nernst. Forma generală a ecuației Nernst determină punctul în care o jumătate de celulă electrochimică ajunge la echilibru. O formă mai specifică determină tensiunea totală a unei celule electrochimice complete și o formă suplimentară are aplicații în interiorul unei celule vii. Ecuația Nernst utilizează potențialul standard de reducere a semicelulei, activitatea substanței chimice din celulă și numărul de electroni transferați în celulă. De asemenea, necesită valori pentru constanta universală a gazului, temperatura absolută și constanta Faraday.
Definiți componentele ecuației generale Nernst. E este potențialul de reducere cu jumătate de celulă, Eo este potențialul standard de reducere cu jumătate de celulă, z este numărul de electroni transferat, aRed este activitatea chimică redusă pentru substanța chimică din celulă și aOx este substanța chimică oxidată activitate. Mai mult, avem R ca constantă universală a gazului de 8,314 Jouli / Kelvin moli, T ca temperatura în Kelvin și F ca constantă Faraday de 96,485 coulombi / mol.
Simplificați ecuația Nernst pentru condițiile standard de laborator. Pentru E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), putem trata RT / F ca o constantă unde F = 298 grade Kelvin (25 grade Celsius). RT / F = (8.314 x 298) / 96.485 = 0,0256 Volți (V). Astfel, E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) la 25 grade C.
Convertiți ecuația Nernst pentru a utiliza un logaritm de bază 10 în locul logaritmului natural pentru o mai mare comoditate. Din legea logaritmilor, avem 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).
Utilizați ecuația Nernst E = RT / zF ln (Co / Ci) în aplicații fiziologice în care Co este concentrația unui ion în afara unei celule și Ci este concentrația ionului din interiorul celulei. Această ecuație asigură tensiunea unui ion cu sarcină z peste o membrană celulară.