Sự khác biệt giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman
Share
Các sự khác biệt chính giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman là phương trình Nernst mô tả mối quan hệ giữa thế năng khử và thế điện cực chuẩn, trong khi phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả thế năng đảo chiều qua màng tế bào.
Pin điện hóa là một thiết bị điện có thể tạo ra điện sử dụng năng lượng hóa học của các phản ứng hóa học. Hoặc nếu không, chúng ta có thể sử dụng các thiết bị này để hỗ trợ các phản ứng hóa học thông qua việc cung cấp năng lượng cần thiết từ điện. Khả năng khử của một tế bào điện hóa quyết định khả năng sản xuất điện của tế bào.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Phương trình Nernst là gì
3. Phương trình Goldman là gì
4. So sánh cạnh nhau - Phương trình Nernst so với phương trình Goldman ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Phương trình Nernst là gì?
Phương trình Nernst là một biểu thức toán học cho mối quan hệ giữa thế khử và thế khử chuẩn của một tế bào điện hóa. Phương trình được đặt theo tên của nhà khoa học Walther Nernst. Và, nó đã được phát triển bằng cách sử dụng các yếu tố khác ảnh hưởng đến các phản ứng oxy hóa và khử điện hóa, như nhiệt độ và hoạt động hóa học của các loài hóa học trải qua quá trình oxy hóa và khử.
Khi đưa ra phương trình Nernst, chúng ta phải xem xét những thay đổi tiêu chuẩn trong năng lượng tự do Gibbs có liên quan đến các biến đổi điện hóa xảy ra trong tế bào. Phản ứng khử của một tế bào điện hóa có thể được đưa ra như sau:
Sửu + z e- Đỏ
Theo nhiệt động lực học, sự thay đổi năng lượng tự do thực tế của phản ứng là,
E = Egiảm - Eoxy hóa
Tuy nhiên, năng lượng tự do Gibbs (ΔG) có liên quan đến E (sự khác biệt tiềm năng) như sau:
G = -FE
Trong đó n là số electron chuyển giữa các loài hóa học khi phản ứng đang diễn ra, F là hằng số Faraday. Nếu chúng ta xem xét các điều kiện tiêu chuẩn, thì phương trình như sau:
ΔG0 = -FE0
Chúng ta có thể liên kết năng lượng tự do Gibbs của các điều kiện không chuẩn với năng lượng Gibbs của các điều kiện tiêu chuẩn thông qua phương trình sau.
G = ΔG0 + RTlnQ
Sau đó, chúng ta có thể thay thế các phương trình trên vào phương trình chuẩn này để có được phương trình Nernst như sau:
-nFE = -FE0 + RTlnQ
Tuy nhiên, chúng ta có thể viết lại phương trình trên bằng cách sử dụng các giá trị cho hằng số Faraday và R (hằng số khí phổ).
E = E0 - (0,0592VlnQ / n)
Phương trình Goldman là gì?
Phương trình Goldman rất hữu ích trong việc xác định điện thế đảo ngược qua màng tế bào trong sinh lý màng tế bào. Phương trình này được đặt theo tên của nhà khoa học David E. Goldman, người đã phát triển phương trình. Và, nó được bắt nguồn từ phương trình Nernst. Phương trình Goldman đưa sự phân bố không đồng đều của các ion trên màng tế bào và sự khác biệt về tính thấm của màng khi xác định tiềm năng đảo ngược này. Phương trình như sau:
Ở đâu
- Em là sự khác biệt tiềm năng trên màng tế bào,
- R là hằng số khí phổ,
- T là nhiệt độ nhiệt động,
- Z là số mol electron đang được chuyển giữa các loài hóa học,
- F là hằng số Faraday,
- PA hoặc B là tính thấm của màng đối với ion A hoặc B, và
- [A hoặc B]Tôi là nồng độ của ion A hoặc B bên trong màng tế bào.
Sự khác biệt giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman là gì?
Phương trình Nernst và phương trình Goldman là các biểu thức toán học có thể được sử dụng làm phép đo tiềm năng của các tế bào điện hóa. Sự khác biệt chính giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman là phương trình Nernst mô tả mối quan hệ giữa thế năng khử và thế điện cực chuẩn, trong khi phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả thế năng đảo ngược qua màng tế bào.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman.
Tóm tắt - Phương trình Nernst vs Phương trình Goldman
Phương trình Nernst và phương trình Goldman là các biểu thức toán học có thể được sử dụng làm phép đo tiềm năng của các tế bào điện hóa. Sự khác biệt chính giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman là phương trình Nernst mô tả mối quan hệ giữa thế năng khử và thế điện cực chuẩn, nhưng phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả thế năng đảo ngược qua màng tế bào.
Tài liệu tham khảo:
1. Phương trình Nernst. Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 5 tháng 6 năm 2019, Có sẵn tại đây.
Hình ảnh lịch sự:
1. Elect ElectememCell Ngay bởi Alksub tại Wikipedia tiếng Anh (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
