Rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou

kľúčový rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou je to Nernstova rovnica popisuje vzťah medzi redukčným potenciálom a štandardným elektródovým potenciálom, zatiaľ čo Goldmanova rovnica je derivátom Nernstovej rovnice a opisuje reverzný potenciál naprieč bunkovou membránou..

Elektrochemický článok je elektrické zariadenie, ktoré dokáže generovať elektrickú energiu pomocou chemickej energie chemických reakcií. Inak môžeme tieto zariadenia použiť na podporu chemických reakcií poskytnutím potrebnej energie z elektriny. Potenciál redukcie elektrochemického článku určuje schopnosť článku vyrábať elektrinu.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je Nernstova rovnica 
3. Čo je Goldmanova rovnica
4. Porovnanie bok po boku - Nernstova rovnica verzus Goldmanova rovnica v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je Nernstova rovnica?

Nernstova rovnica je matematický výraz, ktorý udáva vzťah medzi redukčným potenciálom a štandardným redukčným potenciálom elektrochemického článku. Rovnica je pomenovaná podľa vedca Walthera Nernsta. A bol vyvinutý pomocou ďalších faktorov ovplyvňujúcich elektrochemické oxidačné a redukčné reakcie, ako je teplota a chemická aktivita chemických druhov, ktoré podliehajú oxidácii a redukcii.

Pri odvodzovaní Nernstovej rovnice musíme vziať do úvahy štandardné zmeny vo voľnej Gibbsovej energii, ktoré sú spojené s elektrochemickými transformáciami, ktoré sa vyskytujú v bunke. Redukčná reakcia elektrochemického článku môže byť daná takto:

Ox + z e^-    ⟶ Červená

Podľa termodynamiky je skutočná zmena voľnej energie reakcie,

E = E_redukcia    -    E_oxidácia

Voľná ​​energia Gibbs (ΔG) je však spojená s E (potenciálny rozdiel) takto:

ΔG = -nFE

Ak n je počet elektrónov prenášaných medzi chemickými druhmi, keď reakcia prebieha, F je Faradayova konštanta. Ak vezmeme do úvahy štandardné podmienky, potom je rovnica nasledovná:

? G⁰  = -NFE⁰

Gibbsovu voľnú energiu neštandardných podmienok môžeme spojiť s Gibbsovou energiou štandardných podmienok pomocou nasledujúcej rovnice.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Potom môžeme nahradiť vyššie uvedené rovnice do tejto štandardnej rovnice a získať Nernstovu rovnicu takto:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Vyššie uvedenú rovnicu však môžeme prepísať pomocou hodnôt pre Faradayovu konštantu a R (univerzálna plynová konštanta)..

E = E⁰   -    (0.0592VlnQ / n)

Čo je Goldmanova rovnica?

Goldmanova rovnica je užitočná pri určovaní reverzného potenciálu cez bunkovú membránu vo fyziológii bunkovej membrány. Táto rovnica bola pomenovaná po vedcovi Davidovi E. Goldmanovi, ktorý rovnicu vyvinul. A bolo odvodené z Nernstovej rovnice. Goldmanova rovnica pri určovaní tohto reverzného potenciálu berie do úvahy nerovnomerné rozdelenie iónov v bunkovej membráne a rozdiely v priepustnosti membrány. Rovnica je nasledovná:

Kde

• Em je potenciálny rozdiel naprieč bunkovou membránou,
• R je univerzálna plynová konštanta,
• T je termodynamická teplota,
• Z je počet mólov elektrónov, ktoré sa prenášajú medzi chemickými látkami,
• F je Faradayova konštanta,
• P_{A alebo B} je priepustnosť membrány smerom k iónu A alebo B a
• [A alebo B]_ja je koncentrácia iónu A alebo B vo vnútri bunkovej membrány.

Aký je rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou?

Nernstova rovnica a Goldmanova rovnica sú matematické výrazy, ktoré sa dajú použiť ako meranie potenciálu elektrochemických článkov. Kľúčový rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou je ten, že Nernstova rovnica popisuje vzťah medzi redukčným potenciálom a štandardným elektródovým potenciálom, zatiaľ čo Goldmanova rovnica je derivátom Nernstovej rovnice a opisuje reverzný potenciál naprieč bunkovou membránou..

Nižšie uvedený infographic sumarizuje rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou.

Zhrnutie - Nernstova rovnica vs. Goldmanova rovnica

Nernstova rovnica a Goldmanova rovnica sú matematické výrazy, ktoré sa dajú použiť ako meranie potenciálu elektrochemických článkov. Kľúčový rozdiel medzi Nernstovou rovnicou a Goldmanovou rovnicou je ten, že Nernstova rovnica popisuje vzťah medzi redukčným potenciálom a štandardným elektródovým potenciálom, ale Goldmanova rovnica je derivátom Nernstovej rovnice a opisuje reverzný potenciál naprieč bunkovou membránou..

referencie:

1. „Nernstova rovnica.“ Chémia LibreTexts, Libretexts, 5. júna 2019, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „ElectrochemCell“ od spoločnosti Alksub na anglickej Wikipédii (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia