Nernst-ekvationen används inom elektrokemi och är uppkallad efter fysikalisk kemist Walther Nernst. Den allmänna formen för Nernst-ekvationen bestämmer punkten vid vilken en elektrokemisk halvcell når jämvikt. En mer specifik form bestämmer den totala spänningen för en hel elektrokemisk cell och en ytterligare form har tillämpningar inom en levande cell. Nernst-ekvationen använder standardpotentialen för halvcellsreduktion, kemikaliens aktivitet i cellen och antalet elektroner som överförs i cellen. Det kräver också värden för den universella gaskonstanten, den absoluta temperaturen och Faradays konstant.
Definiera komponenterna i den allmänna Nernst-ekvationen. E är halvcellsreduktionspotentialen, Eo är standardpotentialen för halvcellsreduktion, z är antalet elektroner överförd, aRed är den reducerade kemiska aktiviteten för kemikalien i cellen och aOx är den oxiderade kemikalien aktivitet. Dessutom har vi R som den universella gaskonstanten på 8,314 Joule / Kelvin mol, T som temperaturen i Kelvin och F som Faradays konstant på 96,485 coulombs / mol.
Förenkla Nernst-ekvationen för vanliga laboratorieförhållanden. För E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx) kan vi behandla RT / F som en konstant där F = 298 grader Kelvin (25 grader Celsius). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 volt (V). Således är E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) vid 25 grader C.
Konvertera Nernst-ekvationen för att använda en bas 10-logaritm istället för den naturliga logaritmen för större bekvämlighet. Från logaritmens lag 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).
Använd Nernst-ekvationen E = RT / zF ln (Co / Ci) i fysiologiska tillämpningar där Co är koncentrationen av en jon utanför en cell och Ci är koncentrationen av jonen inuti cellen. Denna ekvation ger spänningen hos en jon med laddning z över ett cellmembran.
