Nernsti ja Goldmani võrrandi erinevus

võtme erinevus Nernsti ja Goldmani võrrandite vahel on selline Nernsti võrrand kirjeldab suhet reduktsioonipotentsiaali ja standardse elektroodipotentsiaali vahel, samas kui Goldmani võrrand on Nernsti võrrandi tuletis ja kirjeldab pöördepotentsiaali rakumembraanil.

Elektrokeemiline rakk on elektriseade, mis võib keemiliste reaktsioonide keemilise energia abil elektrit toota. Või saame neid seadmeid kasutada keemiliste reaktsioonide hõlbustamiseks, pakkudes elektrienergiast vajalikku energiat. Elektrokeemilise raku reduktsioonipotentsiaal määrab raku võime elektrit toota.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on Nernsti võrrand 
3. Mis on Goldmani võrrand
4. Kõrvuti võrdlus - Nernsti võrrand vs Goldmani võrrand tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on Nernsti võrrand?

Nernsti võrrand on matemaatiline avaldis, mis annab seose elektrokeemilise raku reduktsioonipotentsiaali ja standardse reduktsioonipotentsiaali vahel. Võrrand on nimetatud teadlase Walther Nernsti järgi. Ja see töötati välja kasutades muid elektrokeemilisi oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioone mõjutavaid tegureid, näiteks oksüdeerumise ja redutseerimise keemiliste ainete temperatuur ja keemiline aktiivsus.

Nernsti võrrandi tuletamisel peame arvestama Gibbi vaba energia standardmuutustega, mis on seotud rakus toimuvate elektrokeemiliste muutustega. Elektrokeemilise elemendi redutseerimisreaktsiooni saab esitada järgmiselt:

Härg + z e^-    ⟶ Punane

Termodünaamika kohaselt on reaktsiooni tegelik vaba energia muutus,

E = E_vähendamine    -    E_{oksüdatsioon}

Gibbsi vaba energia (ΔG) on E-ga (potentsiaalide erinevus) seotud järgmiselt:

A = G = -nFE

Kus n on keemiliste liikide vahel üle kantud elektronide arv reaktsiooni edenedes, F on Faraday konstant. Kui arvestame tüüptingimusi, on võrrand järgmine:

ΔG⁰  = -NFE⁰

Me võime mittestandardsete tingimuste Gibbsi vaba energiat seostada standardtingimuste Gibbsi energiaga järgmise võrrandi abil.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Seejärel saame asendada ülaltoodud võrrandid selle standardvõrrandiga, et saada Nernsti võrrand järgmiselt:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Ülaltoodud võrrandi võib siiski ümber kirjutada, kasutades Faraday konstandi ja R (universaalse gaasikonstandi) väärtusi.

E = E⁰   -    (0,0592VlnQ / n)

Mis on Goldmani võrrand?

Goldmani võrrand on kasulik rakumembraani füsioloogia ümberpöördpotentsiaali määramiseks rakumembraanis. See võrrand sai nime teadlase David E. Goldmani järgi, kes töötas välja selle võrrandi. Ja see tuletati Nernsti võrrandist. Goldmani võrrand võtab selle pöördpotentsiaali määramisel arvesse ioonide ebaühtlast jaotumist rakumembraanis ja membraani läbilaskvuse erinevusi. Võrrand on järgmine:

Kus

• Em on rakumembraani potentsiaalne erinevus,
• R on universaalne gaasikonstant,
• T on termodünaamiline temperatuur,
• Z on keemiliste liikide vahel liikuvate elektronide moolide arv,
• F on Faraday konstant,
• Lk_{A või B} on membraani läbilaskvus A või B iooni suhtes ja
• [A või B]_i on A- või B-ioonide kontsentratsioon rakumembraanis.

Mis vahe on Nernsti võrrandil ja Goldmani võrrandil??

Nernsti võrrand ja Goldmani võrrand on matemaatilised avaldised, mida saab kasutada elektrokeemiliste rakkude potentsiaali mõõtmiseks. Peamine erinevus Nernsti võrrandi ja Goldmani võrrandi vahel seisneb selles, et Nernsti võrrand kirjeldab suhet reduktsioonipotentsiaali ja standardse elektroodipotentsiaali vahel, samal ajal kui Goldmani võrrand on Nernsti võrrandi tuletis ja kirjeldab ümberpööramispotentsiaali rakumembraanil..

Allpool olev infograafik võtab kokku Nernsti ja Goldmani võrrandi erinevuse.

Kokkuvõte - Nernsti võrrand vs Goldmani võrrand

Nernsti võrrand ja Goldmani võrrand on matemaatilised avaldised, mida saab kasutada elektrokeemiliste rakkude potentsiaali mõõtmiseks. Peamine erinevus Nernsti võrrandi ja Goldmani võrrandi vahel seisneb selles, et Nernsti võrrand kirjeldab suhet reduktsioonipotentsiaali ja standardse elektroodipotentsiaali vahel, kuid Goldmani võrrand on Nernsti võrrandi tuletis ja kirjeldab ümberpööramispotentsiaali rakumembraanil..

Viide:

1. Nernsti võrrand. Keemia LibreTexts, Libretexts, 5. juuni 2019, saadaval siin.

Pilt viisakalt:

1. Alksubi „ElectrochemCell” ingliskeelse vikipeedia (CC BY-SA 3.0) kaudu Commons Wikimedia