Pagkakaiba sa pagitan ng Nernst Equation at Goldman Equation

2024 May -akda: Alex Aldridge | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 13:52

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Nernst equation at Goldman equation ay inilalarawan ng Nernst equation ang kaugnayan sa pagitan ng reduction potential at standard electrode potential, samantalang ang Goldman equation ay derivative ng Nernst equation at inilalarawan ang reversal potential sa isang cell membrane.

Ang electrochemical cell ay isang electrical device na maaaring makabuo ng kuryente gamit ang kemikal na enerhiya ng mga reaksiyong kemikal. Kung hindi, maaari nating gamitin ang mga device na ito upang tumulong sa mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng pagbibigay ng kinakailangang enerhiya mula sa kuryente. Tinutukoy ng potensyal na pagbawas ng isang electrochemical cell ang kakayahan ng cell na makagawa ng kuryente.

Ano ang Nernst Equation?

Ang Nernst equation ay isang mathematical expression na nagbibigay ng ugnayan sa pagitan ng reduction potential at ng standard reduction potential ng isang electrochemical cell. Ang equation ay ipinangalan sa siyentipikong si W alther Nernst. At, ito ay binuo gamit ang iba pang mga salik na nakakaapekto sa electrochemical oxidation at reduction reactions, gaya ng temperatura at aktibidad ng kemikal ng mga kemikal na species na sumasailalim sa oksihenasyon at pagbabawas.

Kapag hinango ang Nernst equation, kailangan nating isaalang-alang ang mga karaniwang pagbabago sa libreng enerhiya ng Gibbs na nauugnay sa mga electrochemical transformation na nangyayari sa cell. Ang reduction reaction ng isang electrochemical cell ay maaaring ibigay tulad ng sumusunod:

Ox + z e^{– ⟶ Red}

Ayon sa thermodynamics, ang aktwal na libreng pagbabago ng enerhiya ng reaksyon ay, E=E_reduction – E_oxidation

Gayunpaman, ang Gibbs free energy(ΔG) ay nauugnay sa E (potensyal na pagkakaiba) tulad ng sumusunod:

ΔG=-nFE

Kung saan ang n ay ang bilang ng mga electron na inilipat sa pagitan ng mga kemikal na species kapag umuusad ang reaksyon, ang F ay ang Faraday constant. Kung isasaalang-alang natin ang mga karaniwang kundisyon, ang equation ay ang sumusunod:

ΔG⁰=-nFE⁰

Maaari naming iugnay ang libreng enerhiya ng Gibbs ng mga hindi karaniwang kundisyon sa enerhiya ng Gibbs ng mga karaniwang kundisyon sa pamamagitan ng sumusunod na equation.

ΔG=ΔG^{0 + RTlnQ}

Pagkatapos, maaari nating palitan ang mga equation sa itaas sa karaniwang equation na ito upang makuha ang Nernst equation gaya ng sumusunod:

-nFE=-nFE^{0 + RTlnQ}

Gayunpaman, maaari nating muling isulat ang equation sa itaas gamit ang mga value para sa Faraday constant at R (universal gas constant).

E=E^{0 – (0.0592VlnQ/n)}

Ano ang Goldman Equation?

Ang Goldman equation ay kapaki-pakinabang sa pagtukoy ng reverse potential sa isang cell membrane sa cell membrane physiology. Ang equation na ito ay pinangalanan sa scientist na si David E. Goldman, na bumuo ng equation. At, ito ay nagmula sa Nernst equation. Isinasaalang-alang ng equation ng Goldman ang hindi pantay na distribusyon ng mga ion sa buong cell membrane at ang mga pagkakaiba sa permeability ng lamad ay isinasaalang-alang kapag tinutukoy ang reverse potential na ito. Ang equation ay ang sumusunod:

Saan

• Ang Em ay ang potensyal na pagkakaiba sa kabuuan ng cell membrane,
• Ang R ay ang universal gas constant,
• Ang T ay ang thermodynamic temperature,
• Ang Z ay ang bilang ng mga moles ng mga electron na inililipat sa pagitan ng mga kemikal na species,
• Ang F ay ang Faraday constant,

Ang

• P_{A o B ay ang permeability ng lamad patungo sa A o B ion, at}

Ang

• [A o B]_{i ay ang konsentrasyon ng A o B ion sa loob ng cell membrane.}

Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Nernst Equation at Goldman Equation?

Ang Nernst equation at ang Goldman equation ay mga mathematical expression na maaaring gamitin bilang mga sukat ng potensyal ng mga electrochemical cell. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Nernst equation at Goldman equation ay ang Nernst equation ay naglalarawan ng kaugnayan sa pagitan ng reduction potential at ang standard electrode potential, samantalang ang Goldman equation ay derivative ng Nernst equation at inilalarawan ang reversal potential sa isang cell membrane.

Ibinubuod ng infographic sa ibaba ang pagkakaiba sa pagitan ng Nernst equation at Goldman equation.

Buod – Nernst Equation vs Goldman Equation

Ang Nernst equation at ang Goldman equation ay mga mathematical expression na maaaring gamitin bilang mga sukat ng potensyal ng mga electrochemical cell. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Nernst equation at Goldman equation ay inilalarawan ng Nernst equation ang kaugnayan sa pagitan ng reduction potential at ng standard electrode potential, ngunit ang Goldman equation ay derivative ng Nernst equation at inilalarawan ang reversal potential sa isang cell membrane.