L'équation de Nernst est utilisée en électrochimie et est nommé d'après le chimiste physique Walther Nernst. La forme générale de l'équation de Nernst détermine le moment où une demi-cellule électrochimique atteint l'équilibre. Une forme plus spécifique détermine la tension totale d'une cellule électrochimique complet et d'une forme supplémentaire a des applications au sein d'une cellule vivante. L'équation de Nernst utilise le potentiel de réduction de demi-cellule standard, l'activité de la substance chimique dans la cellule et le nombre d'électrons transférés dans la cellule. Elle nécessite également des valeurs pour la constante universelle des gaz, la température absolue et la constante de Faraday.
Définir les composantes de l'équation de Nernst général. E est le potentiel de réduction de demi-cellule, Eo est le potentiel standard de réduction de demi-cellule, z est le nombre d'électrons transférés, Ared est l'activité chimique réduit pour le produit chimique dans la cellule et AOX est l'activité chimique oxydé. En outre, nous avons R la constante universelle des gaz de 8,314 Joules / Kelvin moles, T la température en Kelvin et F la constante de Faraday en tant que de 96 485 coulombs / mole.
Calculer la forme générale de l'équation de Nernst. Le formulaire E = Eo - (RT / ZF) Ln (ARED / AOX) offre le potentiel de réduction de demi-cellule.
Simplifier l'équation de Nernst pour des conditions de laboratoire standard. Pour E = Eo - (RT / ZF) Ln (ARED / AOX), nous pouvons traiter RT / F comme une constante où F = 298 degrés Kelvin (25 degrés Celsius). RT / F = (8,314 x 298) / 96 485 = 0,0256 Volts (V). Ainsi, E = Eo - (0,0256 V / z) Ln (ARED / AOX) à 25 degrés C.
Convertir l'équation de Nernst d'utiliser un logarithme de base 10 au lieu de le logarithme naturel pour plus de commodité. De la loi des logarithmes, nous avons E = Eo - (0.025693 V / z) Ln (ARED / AOX) = Eo - (0,025693 V / z) (Ln 10) log10 (ARED / AOX) = Eo - (0,05916 V / z) log10 (ARED / AOX).
Utilisez la Nernst équation E = RT / zF ln (Co / Ci) dans des applications physiologiques où Co est la concentration d'un ion à l'extérieur et une cellule Ci est la concentration de l'ion à l'intérieur de la cellule. Cette équation fournit la tension d'un ion de charge z à travers une membrane cellulaire.