Perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektrod piawai, manakala persamaan Goldman ialah terbitan daripada persamaan Nernst dan menerangkan potensi pembalikan merentas membran sel.
Sel elektrokimia ialah peranti elektrik yang boleh menjana elektrik menggunakan tenaga kimia tindak balas kimia. Atau kita boleh menggunakan peranti ini untuk membantu tindak balas kimia melalui penyediaan tenaga yang diperlukan daripada elektrik. Potensi pengurangan sel elektrokimia menentukan keupayaan sel menghasilkan elektrik.
Apakah itu Persamaan Nernst?
Persamaan Nernst ialah ungkapan matematik yang memberikan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi pengurangan piawai sel elektrokimia. Persamaan ini dinamakan sempena saintis W alther Nernst. Dan, ia dibangunkan menggunakan faktor lain yang mempengaruhi pengoksidaan dan tindak balas pengurangan elektrokimia, seperti suhu dan aktiviti kimia spesies kimia yang mengalami pengoksidaan dan pengurangan.
Apabila memperoleh persamaan Nernst, kita perlu mempertimbangkan perubahan piawai dalam tenaga bebas Gibbs yang dikaitkan dengan transformasi elektrokimia yang berlaku dalam sel. Tindak balas pengurangan sel elektrokimia boleh diberikan seperti berikut:
Lembu + z e– ⟶ Merah
Menurut termodinamik, perubahan tenaga bebas sebenar tindak balas ialah, E=Epengurangan – Epengoksidaan
Walau bagaimanapun, tenaga bebas Gibbs(ΔG) berkaitan dengan E (perbezaan potensi) seperti berikut:
ΔG=-nFE
Di mana n ialah bilangan elektron yang dipindahkan antara spesies kimia apabila tindak balas sedang berjalan, F ialah pemalar Faraday. Jika kita mempertimbangkan keadaan piawai, maka persamaannya adalah seperti berikut:
ΔG0=-nFE0
Kita boleh mengaitkan tenaga bebas Gibbs bagi keadaan bukan piawai dengan tenaga Gibbs bagi keadaan piawai melalui persamaan berikut.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Kemudian, kita boleh menggantikan persamaan di atas ke dalam persamaan piawai ini untuk mendapatkan persamaan Nernst seperti berikut:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Walau bagaimanapun, kita boleh menulis semula persamaan di atas menggunakan nilai untuk pemalar Faraday dan R (pemalar gas sejagat).
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Apakah Persamaan Goldman?
Persamaan Goldman berguna dalam menentukan potensi songsang merentas membran sel dalam fisiologi membran sel. Persamaan ini dinamakan sempena ahli sains David E. Goldman, yang membangunkan persamaan. Dan, ia diperoleh daripada persamaan Nernst. Persamaan Goldman mengambil kira pengagihan ion yang tidak sekata merentasi membran sel dan perbezaan dalam kebolehtelapan membran apabila menentukan potensi songsang ini. Persamaannya adalah seperti berikut:
Di mana
- Em ialah beza potensi merentas membran sel,
- R ialah pemalar gas universal,
- T ialah suhu termodinamik,
- Z ialah bilangan mol elektron yang sedang dipindahkan antara spesies kimia,
- F ialah pemalar Faraday,
- PA atau B ialah kebolehtelapan membran terhadap ion A atau B, dan
- [A atau B]i ialah kepekatan ion A atau B di dalam membran sel.
Apakah Perbezaan Antara Persamaan Nernst dan Persamaan Goldman?
Persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah ungkapan matematik yang boleh digunakan sebagai ukuran potensi sel elektrokimia. Perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektrod piawai, manakala persamaan Goldman ialah terbitan persamaan Nernst dan menerangkan potensi pembalikan merentas membran sel.
Maklumat grafik di bawah meringkaskan perbezaan antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman.
Ringkasan – Persamaan Nernst lwn Persamaan Goldman
Persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah ungkapan matematik yang boleh digunakan sebagai ukuran potensi sel elektrokimia. Perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektrod piawai, tetapi persamaan Goldman ialah terbitan daripada persamaan Nernst dan menerangkan potensi pembalikan merentas membran sel.
