Ero Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön välillä

avainero Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön välillä on se Nernst-yhtälö kuvaa reduktiopotentiaalin ja standardielektrodipotentiaalin välistä suhdetta, kun taas Goldman-yhtälö on johdannainen Nernst-yhtälöstä ja kuvaa käänteispotentiaalin solumembraanin läpi.

Sähkökemiallinen kenno on sähkölaite, joka voi tuottaa sähköä käyttämällä kemiallisten reaktioiden kemiallista energiaa. Tai muuten voimme käyttää näitä laitteita auttamaan kemiallisia reaktioita tarjoamalla tarvittavaa energiaa sähköstä. Sähkökemiallisen kennon pelkistyspotentiaali määrää solun kyvyn tuottaa sähköä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Nernst-yhtälö 
3. Mikä on Goldman-yhtälö
4. Vertailu rinnakkain - Nernst-yhtälö vs. Goldman-yhtälö taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on Nernst-yhtälö?

Nernst-yhtälö on matemaattinen lauseke, joka antaa suhteen pelkistyspotentiaalin ja sähkökemiallisen kennon standardireduktiopotentiaalin välillä. Yhtälö on nimetty tutkija Walther Nernstin mukaan. Ja se kehitettiin käyttämällä muita tekijöitä, jotka vaikuttavat sähkökemiallisiin hapetus- ja pelkistysreaktioihin, kuten lämpötilaa ja kemiallisten aktiivisuuksien vaikutusta kemiallisiin lajeihin, jotka hapettuvat ja pelkistyvät.

Kun johdetaan Nernst-yhtälö, meidän on otettava huomioon vakiomuutokset Gibbs-vapaassa energiassa, jotka liittyvät solussa tapahtuviin sähkökemiallisiin muutoksiin. Sähkökemiallisen kennon pelkistysreaktio voidaan antaa seuraavasti:

Happi + z e^-    ⟶ Punainen

Termodynamiikan mukaan reaktion todellinen vapaa energian muutos on,

E = E_{vähentäminen}    -    E_hapetus

Gibbsin vapaa energia (ΔG) liittyy kuitenkin E: iin (potentiaaliero) seuraavasti:

AG = -nFE

Missä n on kemiallisten lajien välillä siirrettyjen elektronien lukumäärä reaktion edetessä, F on Faradayn vakio. Jos tarkastellaan vakio-olosuhteita, yhtälö on seuraava:

AG⁰  = -NFE⁰

Voimme verrata epästandardien olosuhteiden Gibbs-vapaata energiaa vakio-olosuhteiden Gibbs-energiaan seuraavan yhtälön avulla.

AG = AG⁰   +   RTlnQ

Sitten voimme korvata yllä olevat yhtälöt tähän vakioyhtälöön saadaksesi Nernst-yhtälön seuraavasti:

-nFE = -nFE⁰   +   RTlnQ

Voimme kuitenkin kirjoittaa yllä olevan yhtälön käyttämällä Faradayn vakion ja R (yleinen kaasuvakio) arvoja.

E = E⁰   -    (0.0592VlnQ / n)

Mikä on Goldman-yhtälö?

Goldman-yhtälö on hyödyllinen määritettäessä käänteinen potentiaali solukalvon läpi solukalvon fysiologiassa. Tämä yhtälö nimettiin tutkijan David E. Goldmanin mukaan, joka kehitti yhtälön. Ja se johdettiin Nernst-yhtälöstä. Goldman-yhtälö ottaa huomioon ionien epätasaisen jakautumisen solukalvon läpi ja kalvon läpäisevyyden erot tämän käänteisen potentiaalin määrittämisessä. Yhtälö on seuraava:

Missä

• Em on potentiaaliero solukalvon välillä,
• R on yleinen kaasuvakio,
• T on termodynaaminen lämpötila,
• Z on elektronien moolimäärä, joka siirtyy kemiallisten lajien välillä,
• F on Faradayn vakio,
• P_{A tai B} on kalvon läpäisevyys kohti A - tai B - ionia, ja
• [A tai B]_minä on A- tai B-ionin konsentraatio solukalvon sisällä.

Mikä on ero Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön välillä?

Nernst-yhtälö ja Goldman-yhtälö ovat matemaattisia lausekkeita, joita voidaan käyttää sähkökemiallisten kennojen potentiaalin mittauksiin. Avainero Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön välillä on se, että Nernst-yhtälö kuvaa suhteen pelkistyspotentiaalin ja standardielektrodipotentiaalin välillä, kun taas Goldman-yhtälö on johdannainen Nernst-yhtälöstä ja kuvaa käänteispotentiaalin solumembraanin läpi.

Alla oleva infografia esittää yhteenvedon Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön erotuksesta.

Yhteenveto - Nernst-yhtälö vs. Goldman-yhtälö

Nernst-yhtälö ja Goldman-yhtälö ovat matemaattisia lausekkeita, joita voidaan käyttää sähkökemiallisten kennojen potentiaalin mittauksiin. Avainero Nernst-yhtälön ja Goldman-yhtälön välillä on se, että Nernst-yhtälö kuvaa suhteen pelkistyspotentiaalin ja standardielektrodipotentiaalin välillä, mutta Goldman-yhtälö on johdannainen Nernst-yhtälöstä ja kuvaa käänteispotentiaalin solumembraanin läpi.

Viite:

1. “Nernst-yhtälö.” Kemia LibreTexts, Libretexts, 5. kesäkuuta 2019, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. Alksubin ”ElectrochemCell” englanninkielisessä Wikipediassa (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta