Dallimi kryesor midis ekuacionit Nernst dhe ekuacionit Goldman është se ekuacioni Nernst përshkruan lidhjen midis potencialit të reduktimit dhe potencialit standard të elektrodës, ndërsa ekuacioni Goldman është një derivat i ekuacionit Nernst dhe përshkruan potencialin e kthimit nëpër një membranë qelizore.
Një qelizë elektrokimike është një pajisje elektrike që mund të gjenerojë energji elektrike duke përdorur energjinë kimike të reaksioneve kimike. Ose ne mund t'i përdorim këto pajisje për të ndihmuar reaksionet kimike duke siguruar energjinë e nevojshme nga energjia elektrike. Potenciali reduktues i një qelize elektrokimike përcakton aftësinë e qelizës për të prodhuar energji elektrike.
Çfarë është ekuacioni Nernst?
Ekuacioni Nernst është një shprehje matematikore që jep marrëdhënien midis potencialit të reduktimit dhe potencialit standard të reduktimit të një qelize elektrokimike. Ekuacioni është emëruar pas shkencëtarit W alther Nernst. Dhe, ai u zhvillua duke përdorur faktorë të tjerë që ndikojnë në reaksionet e oksidimit dhe reduktimit elektrokimik, si temperatura dhe aktiviteti kimik i specieve kimike që i nënshtrohen oksidimit dhe reduktimit.
Kur nxjerrim ekuacionin Nernst, duhet të marrim parasysh ndryshimet standarde në energjinë e lirë të Gibbs-it që shoqërohet me transformimet elektrokimike që ndodhin në qelizë. Reaksioni i reduktimit të një qelize elektrokimike mund të jepet si më poshtë:
Ox + z e– ⟶ E kuqe
Sipas termodinamikës, ndryshimi aktual i energjisë së lirë të reaksionit është, E=Ereduksion – Eoksidim
Megjithatë, energjia e lirë e Gibbs (ΔG) lidhet me E (diferenca potenciale) si më poshtë:
ΔG=-nFE
Ku n është numri i elektroneve të transferuara ndërmjet specieve kimike kur reaksioni po përparon, F është konstanta e Faradeit. Nëse marrim parasysh kushtet standarde, atëherë ekuacioni është si më poshtë:
ΔG0=-nFE0
Ne mund të lidhim energjinë e lirë Gibbs të kushteve jostandarde me energjinë Gibbs të kushteve standarde nëpërmjet ekuacionit të mëposhtëm.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Atëherë, ne mund t'i zëvendësojmë ekuacionet e mësipërme në këtë ekuacion standard për të marrë ekuacionin Nernst si më poshtë:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Megjithatë, ne mund ta rishkruajmë ekuacionin e mësipërm duke përdorur vlerat për konstanten Faraday dhe R (konstantja universale e gazit).
E=E0 – (0,0592VlnQ/n)
Çfarë është ekuacioni Goldman?
Ekuacioni Goldman është i dobishëm në përcaktimin e potencialit të kundërt në një membranë qelizore në fiziologjinë e membranës qelizore. Ky ekuacion mori emrin e shkencëtarit David E. Goldman, i cili zhvilloi ekuacionin. Dhe, ai rrjedh nga ekuacioni Nernst. Ekuacioni Goldman merr parasysh shpërndarjen e pabarabartë të joneve nëpër membranën qelizore dhe ndryshimet në përshkueshmërinë e membranës kur përcakton këtë potencial të kundërt. Ekuacioni është si më poshtë:
Ku
- Em është ndryshimi i mundshëm në të gjithë membranën qelizore,
- R është konstanta universale e gazit,
- T është temperatura termodinamike,
- Z është numri i moleve të elektroneve që po transferohen midis specieve kimike,
- F është konstanta e Faradeit,
- PA ose B është përshkueshmëria e membranës ndaj jonit A ose B, dhe
- [A ose B]i është përqendrimi i jonit A ose B brenda membranës qelizore.
Cili është ndryshimi midis ekuacionit Nernst dhe ekuacionit Goldman?
Ekuacioni Nernst dhe ekuacioni Goldman janë shprehje matematikore që mund të përdoren si matje të potencialit të qelizave elektrokimike. Dallimi kryesor midis ekuacionit Nernst dhe ekuacionit Goldman është se ekuacioni Nernst përshkruan lidhjen midis potencialit të reduktimit dhe potencialit standard të elektrodës, ndërsa ekuacioni Goldman është një derivat i ekuacionit Nernst dhe përshkruan potencialin e kthimit nëpër një membranë qelizore.
Infografia e mëposhtme përmbledh ndryshimin midis ekuacionit Nernst dhe ekuacionit Goldman.
Përmbledhje – Ekuacioni Nernst vs Ekuacioni Goldman
Ekuacioni Nernst dhe ekuacioni Goldman janë shprehje matematikore që mund të përdoren si matje të potencialit të qelizave elektrokimike. Dallimi kryesor midis ekuacionit Nernst dhe ekuacionit Goldman është se ekuacioni Nernst përshkruan lidhjen midis potencialit të reduktimit dhe potencialit standard të elektrodës, por ekuacioni Goldman është një derivat i ekuacionit Nernst dhe përshkruan potencialin e kthimit nëpër një membranë qelizore.
