Die sleutelverskil tussen Nernst-vergelyking en Goldman-vergelyking is dat die Nernst-vergelyking die verband tussen reduksiepotensiaal en standaard elektrodepotensiaal beskryf, terwyl Goldman-vergelyking 'n afgeleide van die Nernst-vergelyking is en die omkeerpotensiaal oor 'n selmembraan beskryf.
'n Elektrochemiese sel is 'n elektriese toestel wat elektrisiteit kan opwek deur die chemiese energie van chemiese reaksies te gebruik. Of anders kan ons hierdie toestelle gebruik om chemiese reaksies te help deur die vereiste energie uit elektrisiteit te verskaf. Die reduksiepotensiaal van 'n elektrochemiese sel bepaal die vermoë van die sel om elektrisiteit te produseer.
Wat is Nernst-vergelyking?
Nernst-vergelyking is 'n wiskundige uitdrukking wat die verband tussen reduksiepotensiaal en die standaard reduksiepotensiaal van 'n elektrochemiese sel gee. Die vergelyking is vernoem na die wetenskaplike W alther Nernst. En dit is ontwikkel deur gebruik te maak van die ander faktore wat die elektrochemiese oksidasie- en reduksiereaksies beïnvloed, soos temperatuur en chemiese aktiwiteit van chemiese spesies wat oksidasie en reduksie ondergaan.
Wanneer ons die Nernst-vergelyking aflei, moet ons die standaardveranderinge in Gibbs vrye energie oorweeg wat geassosieer word met elektrochemiese transformasies wat in die sel plaasvind. Die reduksiereaksie van 'n elektrochemiese sel kan soos volg gegee word:
Ox + z e– ⟶ Rooi
Volgens termodinamika is die werklike vrye energieverandering van die reaksie, E=Ereduction – Eoxidation
Gibbs vrye energie (ΔG) is egter soos volg met die E (potensiaalverskil) verwant:
ΔG=-nFE
Waar n die aantal elektrone is wat tussen chemiese spesies oorgedra word wanneer die reaksie vorder, F is die Faraday-konstante. As ons die standaardtoestande in ag neem, dan is die vergelyking soos volg:
ΔG0=-nFE0
Ons kan die Gibbs-vrye energie van nie-standaardtoestande met die Gibbs-energie van standaardtoestande in verband bring via die volgende vergelyking.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Dan kan ons die bogenoemde vergelykings in hierdie standaardvergelyking vervang om die Nernst-vergelyking soos volg te kry:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Ons kan egter die bogenoemde vergelyking herskryf deur die waardes vir Faraday-konstante en R (universele gaskonstante) te gebruik.
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Wat is Goldman-vergelyking?
Goldman-vergelyking is nuttig om die omgekeerde potensiaal oor 'n selmembraan in selmembraanfisiologie te bepaal. Hierdie vergelyking is vernoem na die wetenskaplike David E. Goldman, wat die vergelyking ontwikkel het. En dit is afgelei van die Nernst-vergelyking. Goldman-vergelyking neem die ongelyke verspreiding van ione oor die selmembraan en verskille in membraanpermeabiliteit in ag wanneer hierdie omgekeerde potensiaal bepaal word. Die vergelyking is soos volg:
Where
- Em is die potensiaalverskil oor die selmembraan,
- R is die universele gaskonstante,
- T is die termodinamiese temperatuur,
- Z is die aantal mol elektrone wat tussen chemiese spesies oorgedra word,
- F is die Faraday-konstante,
- PA of B is die deurlaatbaarheid van die membraan vir A- of B-ioon, en
- [A of B]i is die konsentrasie van A- of B-ioon binne die selmembraan.
Wat is die verskil tussen Nernst-vergelyking en Goldman-vergelyking?
Nernst-vergelyking en die Goldman-vergelyking is wiskundige uitdrukkings wat gebruik kan word as metings van die potensiaal van elektrochemiese selle. Die sleutelverskil tussen Nernst-vergelyking en Goldman-vergelyking is dat die Nernst-vergelyking die verband tussen reduksiepotensiaal en die standaard elektrodepotensiaal beskryf, terwyl die Goldman-vergelyking 'n afgeleide van die Nernst-vergelyking is en die omkeerpotensiaal oor 'n selmembraan beskryf.
Die onderstaande infografika som die verskil tussen Nernst-vergelyking en Goldman-vergelyking op.
Opsomming – Nernst-vergelyking vs Goldman-vergelyking
Nernst-vergelyking en die Goldman-vergelyking is wiskundige uitdrukkings wat gebruik kan word as metings van die potensiaal van elektrochemiese selle. Die sleutelverskil tussen Nernst-vergelyking en Goldman-vergelyking is dat die Nernst-vergelyking die verband tussen reduksiepotensiaal en die standaard elektrodepotensiaal beskryf, maar die Goldman-vergelyking is 'n afgeleide van die Nernst-vergelyking en beskryf die omkeerpotensiaal oor 'n selmembraan.
