Perbezaan Antara Persamaan Nernst dan Persamaan Goldman

The perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektro standard, manakala persamaan Goldman adalah turunan persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan merentasi sel membran.

Sel elektrokimia adalah peranti elektrik yang boleh menjana elektrik menggunakan tenaga kimia tindak balas kimia. Atau kita boleh menggunakan peranti ini untuk membantu reaksi kimia melalui penyediaan tenaga yang diperlukan dari elektrik. Potensi pengurangan sel elektrokimia menentukan keupayaan sel untuk menghasilkan tenaga elektrik.

KANDUNGAN

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Persamaan Nernst 
3. Apakah Persamaan Goldman
4. Side by Side Comparison - Persamaan Nernst vs. Goldman Equation dalam Borang Tabular
5. Ringkasan

Apakah Persamaan Nernst??

Persamaan Nernst adalah ungkapan matematik yang memberikan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi pengurangan standard sel elektrokimia. Persamaan ini dinamakan selepas saintis Walther Nernst. Dan, ia telah dibangunkan dengan menggunakan faktor lain yang mempengaruhi pengoksidaan elektrokimia dan tindak balas pengurangan, seperti suhu dan aktiviti kimia spesies kimia yang mengalami pengoksidaan dan pengurangan.

Apabila mendapat persamaan Nernst, kita perlu mempertimbangkan perubahan standard dalam tenaga bebas Gibbs yang dikaitkan dengan transformasi elektrokimia yang berlaku di dalam sel. Reaksi pengurangan sel elektrokimia boleh diberikan seperti berikut:

Ox + z e^-    ⟶ Merah

Menurut termodinamik, perubahan tenaga sebenar reaksi adalah,

E = E_pengurangan    -    E_pengoksidaan

Walau bagaimanapun, tenaga bebas Gibbs (ΔG) berkaitan dengan E (perbezaan potensial) seperti berikut:

ΔG = -nFE

Di mana n ialah bilangan elektron yang dipindahkan antara spesis kimia apabila tindak balas sedang berjalan, F ialah pemalar Faraday. Jika kita mempertimbangkan syarat-syarat piawai, maka persamaannya adalah seperti berikut:

ΔG⁰  = -NFE⁰

Kita boleh mengaitkan tenaga bebas Gibbs bagi keadaan tidak standard dengan tenaga Gibbs bagi keadaan piawai melalui persamaan berikut.

ΔG = ΔG⁰   +   RTlnQ

Kemudian, kita boleh menggantikan persamaan di atas ke dalam persamaan standard ini untuk mendapatkan persamaan Nernst seperti berikut:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Walau bagaimanapun, kita boleh menulis semula persamaan di atas dengan menggunakan nilai untuk pemalar Faraday dan R (pemalar gas sejagat).

E = E⁰   -    (0.0592VlnQ / n)

Apakah Persamaan Goldman??

Persamaan Goldman berguna dalam menentukan potensi sebaliknya merentasi membran sel dalam fisiologi membran sel. Persamaan ini dinamakan selepas saintis David E. Goldman, yang membangunkan persamaan tersebut. Dan, ia berasal dari persamaan Nernst. Persamaan Goldman mengambil pengedaran ion yang tidak merata di seluruh membran sel dan perbezaan kebolehtelapan membran memandangkan menentukan potensi terbalik ini. Persamaan adalah seperti berikut:

Di mana

• Em adalah perbezaan potensi merentasi membran sel,
• R adalah pemalar gas sejagat,
• T ialah suhu termodinamik,
• Z adalah bilangan mol elektron yang dipindahkan antara spesis kimia,
• F ialah pemalar Faraday,
• P_{A atau B} adalah kebolehtelapan membran ke arah A atau B ion, dan
• [A atau B]_i adalah kepekatan ion A atau B di dalam membran sel.

Apakah Perbezaan Antara Persamaan Nernst dan Persamaan Goldman?

Persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah ungkapan matematik yang boleh digunakan sebagai pengukuran potensi sel elektrokimia. Perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektrod standard, manakala persamaan Goldman adalah derivatif persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan merentasi sel membran.

Di bawah infographic merangkum perbezaan antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman.

Ringkasan - Persamaan Nernst vs Persamaan Goldman

Persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah ungkapan matematik yang boleh digunakan sebagai pengukuran potensi sel elektrokimia. Perbezaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman ialah persamaan Nernst menerangkan hubungan antara potensi pengurangan dan potensi elektrod standard, tetapi persamaan Goldman adalah derivatif persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan merentas sel membran.

Rujukan:

1. "Persamaan Nernst." Chemistry FreeTexts, Libretexts, 5 Jun 2019, Available here.

Image Courtesy:

1. "ElectrochemCell" Oleh Alksub di Wikipedia bahasa Inggeris (CC BY-SA 3.0) melalui Wikimedia Commons