Különbség a Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet között

Az kulcs különbség a Nernst és Goldman egyenlet között ez a Nernst-egyenlet leírja a redukciós potenciál és a standard elektródapotenciál közötti viszonyt, míg a Goldman-egyenlet a Nernst-egyenlet származéka, és leírja a sejtmembránon keresztüli fordított potenciált.

Az elektrokémiai cella olyan elektromos eszköz, amely villamos energiát képes előállítani a kémiai reakciók kémiai energiájának felhasználásával. Vagy ezeket az eszközöket felhasználhatjuk a kémiai reakciók elősegítésére is azáltal, hogy a villamos energiaból előállítjuk a szükséges energiát. Az elektrokémiai cella redukciós potenciálja meghatározza a cella elektromos áram előállításának képességét.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a Nernst-egyenlet? 
3. Mi az a Goldman-egyenlet?
4. Side by side összehasonlítás - Nernst egyenlet vs. Goldman egyenlet táblázatos formában
5. Összegzés

Mi az a Nernst-egyenlet??

A Nernst-egyenlet egy matematikai kifejezés, amely megadja a kapcsolatot a redukciós potenciál és az elektrokémiai cellák standard redukciós potenciálja között. Az egyenletet Walther Nernst tudósról kapta. Fejlesztették az elektrokémiai oxidációs és redukciós reakciókat befolyásoló egyéb tényezők, például az oxidációt és redukciót végző vegyi anyagok hőmérséklete és kémiai aktivitása felhasználásával..

A Nernst-egyenlet kiszámításakor figyelembe kell vennünk a Gibbs-szabad energia standard változásait, amelyek a cellában zajló elektrokémiai transzformációkhoz kapcsolódnak. Az elektrokémiai cellák redukciós reakciója az alábbiak szerint adható meg:

Ox + z e^-    ⟶ Piros

A termodinamika szerint a reakció tényleges szabad energiaváltozása,

E = E_csökkentés    -    E_oxidáció

A Gibbs-mentes energia (ΔG) viszont az alábbiak szerint kapcsolódik az E-hez (potenciálkülönbség):

ΔG = -nFE

Ahol n a kémiai fajok között a reakció előrehaladtával átvitt elektronok száma, F a Faraday-állandó. Ha a standard feltételeket vesszük figyelembe, akkor az egyenlet a következő:

ΔG⁰  = -NFE⁰

A következő egyenlettel összekapcsolhatjuk a nem szabványos feltételek Gibbs-mentes energiáját a normál feltételek Gibbs-energiájával.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Ezután a fenti egyenleteket kicserélhetjük erre a standard egyenletre, hogy a Nernst-egyenletet a következőképpen kapjuk:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

A fenti egyenletet azonban átírhatjuk a Faraday állandó és az R (univerzális gázállandó) értékeivel.

E = E⁰   -    (0.0592VlnQ / n)

Mi az a Goldman-egyenlet??

A Goldman-egyenlet hasznos a reverz potenciál meghatározásában a sejtmembránon a sejtmembrán fiziológiájában. Ezt az egyenletet David E. Goldman tudósról nevezték el, aki kidolgozta az egyenletet. És ez a Nernst egyenletből származik. A fordított potenciál meghatározásakor a Goldman-egyenlet figyelembe veszi az ionok egyenetlen eloszlását a sejtmembránon és a membrán permeabilitásának különbségeit. Az egyenlet a következő:

Hol

• Em a sejtmembrán közötti potenciális különbség,
• R az univerzális gázállandó,
• T a termodinamikai hőmérséklet,
• Z a kémiai fajok között átmenő elektronok mólaránya,
• F a Faraday állandó,
• P_{A vagy B} a membrán permeabilitása az A vagy B ion felé, és
• [A vagy B]_én az A vagy B ion koncentrációja a sejtmembránon belül.

Mi a különbség a Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet között??

A Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet matematikai kifejezések, amelyek felhasználhatók az elektrokémiai cellák potenciáljának mérésére. A Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet közötti legfontosabb különbség az, hogy a Nernst-egyenlet leírja a redukciós potenciál és a standard elektródapotenciál közötti viszonyt, míg a Goldman-egyenlet a Nernst-egyenlet származtatása és leírja a sejtmembránon keresztüli fordított potenciált..

Az alábbi infographic összefoglalja a különbséget Nernst és Goldman egyenletek között.

Összegzés - Nernst egyenlet vs Goldman egyenlet

A Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet matematikai kifejezések, amelyek felhasználhatók az elektrokémiai cellák potenciáljának mérésére. A Nernst-egyenlet és a Goldman-egyenlet közötti fő különbség az, hogy a Nernst-egyenlet leírja a redukciós potenciál és a standard elektródapotenciál közötti viszonyt, de a Goldman-egyenlet a Nernst-egyenlet származéka, és leírja a sejtmembránon keresztüli fordított potenciált..

Referencia:

1. „Nernst-egyenlet.” Kémia LibreTexts, Libretexts, 2019. június 5., Elérhető itt.

Kép jóvoltából:

1. Alksub „ElectrochemCell” az angol Wikipedia-ban (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia segítségével