Рівняння Нернста використовується в електрохімії і названо на честь фізичного хіміка Вальтера Нернста. Загальна форма рівняння Нернста визначає точку, в якій електрохімічна напівклітина досягає рівноваги. Більш конкретна форма визначає загальну напругу повної електрохімічної комірки, а додаткова форма застосовується всередині живої комірки. Рівняння Нернста використовує стандартний потенціал відновлення напівклітин, активність хімічної речовини в клітині та кількість електронів, що передаються в клітині. Тут також потрібні значення універсальної газової константи, абсолютної температури та константи Фарадея.
Визначте складові загального рівняння Нернста. E - потенціал відновлення напівклітин, Eo - стандартний потенціал відновлення напівклітин, z - кількість електронів перенесений, aRed - це знижена хімічна активність хімічної речовини в клітині, а aOx - окислена хімічна речовина діяльність. Крім того, ми маємо R як універсальну газову константу 8,314 моль / моль Кельвіна, T як температуру в Кельвіні і F як константу Фарадея 96 485 кулонів на моль.
Спростіть рівняння Нернста для стандартних лабораторних умов. Для E = Eo - (RT / zF) Ln (aRed / aOx), ми можемо розглядати RT / F як константу, де F = 298 градусів за Кельвіном (25 градусів Цельсія). RT / F = (8,314 x 298) / 96,485 = 0,0256 Вольт (V). Таким чином, E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (aRed / aOx) при 25 градусах С.
Для більшої зручності перетворіть рівняння Нернста, щоб використовувати базовий 10-й логарифм замість натурального. З закону логарифмів маємо 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).
Використовуйте рівняння Нернста E = RT / zF ln (Co / Ci) для фізіологічних застосувань, де Co - концентрація іона поза клітиною, а Ci - концентрація іона всередині клітини. Це рівняння забезпечує напругу іона із зарядом z на мембрані клітини.