Nernst denklemi elektrokimyada kullanılır ve adını fiziksel kimyager Walther Nernst'ten alır. Nernst denkleminin genel biçimi, bir elektrokimyasal yarı hücrenin dengeye ulaştığı noktayı belirler. Daha spesifik bir form, tam bir elektrokimyasal hücrenin toplam voltajını belirler ve ek bir form, canlı bir hücre içinde uygulamalara sahiptir. Nernst denklemi standart yarı hücre indirgeme potansiyelini, hücredeki kimyasalın aktivitesini ve hücrede aktarılan elektron sayısını kullanır. Ayrıca evrensel gaz sabiti, mutlak sıcaklık ve Faraday sabiti için değerler gerektirir.
Genel Nernst denkleminin bileşenlerini tanımlayın. E yarı hücre indirgeme potansiyelidir, Eo standart yarı hücre indirgeme potansiyelidir, z elektron sayısıdır aRed, hücredeki kimyasal için azaltılmış kimyasal aktivitedir ve aOx, oksitlenmiş kimyasaldır. aktivite. Ayrıca, evrensel gaz sabiti 8.314 Joule/Kelvin mol olarak R, Kelvin cinsinden sıcaklık olarak T ve 96.485 coulomb/mol Faraday sabiti olarak F var.
Standart laboratuvar koşulları için Nernst denklemini basitleştirin. E = Eo - (RT/zF) Ln (aRed/aOx) için, RT/F'yi F = 298 Kelvin (25 santigrat derece) olan bir sabit olarak ele alabiliriz. RT/F = (8.314 x 298) / 96.485 = 0.0256 Volt (V). Böylece, 25 derece C'de E = Eo - (0.0256 V/z) Ln (aRed/aOx).
Daha fazla kolaylık sağlamak için Nernst denklemini, doğal logaritma yerine 10 tabanlı bir logaritma kullanacak şekilde dönüştürün. Logaritma yasasından, elimizde E = Eo - (0.025693 V/z) Ln (aRed/aOx) = Eo - (0.025693 V/z) (Ln 10) log10 (aRed/aOx) = Eo - (0.05916 V/) var. z) log10 (aRed/aOx).
Co'nun bir hücrenin dışındaki bir iyon konsantrasyonu ve Ci'nin hücre içindeki iyon konsantrasyonu olduğu fizyolojik uygulamalarda Nernst denklemini E = RT/zFln (Co/Ci) kullanın. Bu denklem, bir hücre zarı boyunca z yüklü bir iyonun voltajını sağlar.