Rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí

klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je to Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, zatímco Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.

Elektrochemický článek je elektrické zařízení, které může generovat elektřinu pomocí chemické energie chemických reakcí. Nebo můžeme tato zařízení použít k podpoře chemických reakcí poskytováním požadované energie z elektřiny. Potenciál redukce elektrochemického článku určuje schopnost článku vyrábět elektřinu.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Nernstova rovnice 
3. Co je Goldmanova rovnice
4. Srovnání vedle sebe - Nernstova rovnice vs. Goldmanova rovnice v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Nernstova rovnice?

Nernstova rovnice je matematický výraz, který dává vztah mezi redukčním potenciálem a standardním redukčním potenciálem elektrochemického článku. Rovnice je pojmenována po vědci Walther Nernst. A byl vyvinut s využitím dalších faktorů ovlivňujících elektrochemické oxidační a redukční reakce, jako je teplota a chemická aktivita chemických látek, které podléhají oxidaci a redukci.

Při odvozování Nernstovy rovnice musíme vzít v úvahu standardní změny v Gibbsově volné energii, která je spojena s elektrochemickými transformacemi, ke kterým dochází v buňce. Redukční reakce elektrochemického článku může být uvedena takto:

Ox + z e^-    ⟶ Červená

Podle termodynamiky je skutečná změna volné energie reakce,

E = E_snížení    -    E_oxidace

Volná energie Gibbs (ΔG) je však spojena s E (potenciální rozdíl) takto:

ΔG = -nFE

Kde n je počet elektronů přenesených mezi chemickými druhy, když reakce probíhá, F je Faradayova konstanta. Pokud vezmeme v úvahu standardní podmínky, je rovnice následující:

ΔG⁰  = -NFE⁰

Gibbsovu volnou energii nestandardních podmínek můžeme spojit s Gibbsovou energií standardních podmínek pomocí následující rovnice.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Potom můžeme nahradit výše uvedené rovnice do této standardní rovnice a získat Nernstovu rovnici takto:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Výše uvedenou rovnici však můžeme přepsat pomocí hodnot pro Faradayovu konstantu a R (univerzální plynová konstanta).

E = E⁰   -    (0,0592 VlnQ / n)

Co je Goldmanova rovnice?

Goldmanova rovnice je užitečná při určování reverzního potenciálu napříč buněčnou membránou ve fyziologii buněčné membrány. Tato rovnice byla pojmenována po vědci Davidovi E. Goldmanovi, který rovnici vyvinul. A byl odvozen z Nernstovy rovnice. Goldmanova rovnice bere při určování tohoto reverzního potenciálu v úvahu nerovnoměrné rozdělení iontů v buněčné membráně a rozdíly v propustnosti membrány. Rovnice je následující:

Kde

• Em je potenciální rozdíl v buněčné membráně,
• R je univerzální plynová konstanta,
• T je termodynamická teplota,
• Z je počet molů elektronů, které jsou přenášeny mezi chemickými látkami,
• F je Faradayova konstanta,
• P_{A nebo B} je propustnost membrány vůči iontu A nebo B a
• [A nebo B]_i je koncentrace iontu A nebo B uvnitř buněčné membrány.

Jaký je rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí??

Nernstova rovnice a Goldmanova rovnice jsou matematické výrazy, které lze použít jako měření potenciálu elektrochemických článků. Klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je ten, že Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, zatímco Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.

Níže uvedený infographic shrnuje rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí.

Shrnutí - Nernstova rovnice vs. Goldmanova rovnice

Nernstova rovnice a Goldmanova rovnice jsou matematické výrazy, které lze použít jako měření potenciálu elektrochemických článků. Klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je ten, že Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, ale Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.

Odkaz:

1. „Nernstova rovnice.“ Chemistry LibreTexts, Libretexts, 5. června 2019, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „ElectrochemCell“ od Alksubu na anglické Wikipedii (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia