Nernst denklemi ile Goldman denklemi arasındaki temel fark, Nernst denkleminin indirgeme potansiyeli ile standart elektrot potansiyeli arasındaki ilişkiyi tanımlaması, Goldman denkleminin ise Nernst denkleminin bir türevi olması ve hücre zarındaki ters potansiyeli tanımlamasıdır.
Elektrokimyasal hücre, kimyasal reaksiyonların kimyasal enerjisini kullanarak elektrik üretebilen elektrikli bir cihazdır. Veya gerekli enerjiyi elektrikten sağlayarak kimyasal reaksiyonlara yardımcı olmak için bu cihazları kullanabiliriz. Bir elektrokimyasal hücrenin indirgeme potansiyeli, hücrenin elektrik üretme yeteneğini belirler.
Nernst Denklemi Nedir?
Nernst denklemi, bir elektrokimyasal hücrenin indirgeme potansiyeli ile standart indirgeme potansiyeli arasındaki ilişkiyi veren matematiksel bir ifadedir. Denklem, bilim adamı W alther Nernst'in adını almıştır. Ve oksidasyon ve indirgeme geçiren kimyasal türlerin sıcaklık ve kimyasal aktivitesi gibi elektrokimyasal oksidasyon ve indirgeme reaksiyonlarını etkileyen diğer faktörler kullanılarak geliştirilmiştir.
Nernst denklemini türetirken, hücrede meydana gelen elektrokimyasal dönüşümlerle ilişkili Gibbs serbest enerjisindeki standart değişiklikleri dikkate almalıyız. Bir elektrokimyasal hücrenin indirgeme reaksiyonu şu şekilde verilebilir:
Ox + z e– ⟶ Kırmızı
Termodinamiğe göre, reaksiyonun gerçek serbest enerji değişimi, E=Ereduction – Eoksidasyon
Ancak, Gibbs serbest enerjisi(ΔG) E (potansiyel fark) ile şu şekilde ilişkilidir:
ΔG=-nFE
n, reaksiyon ilerlerken kimyasal türler arasında aktarılan elektronların sayısı olduğunda, F, Faraday sabitidir. Standart koşulları göz önüne alırsak, denklem şu şekildedir:
ΔG0=-nFE0
Standart olmayan koşulların Gibbs serbest enerjisini, standart koşulların Gibbs enerjisiyle aşağıdaki denklem aracılığıyla ilişkilendirebiliriz.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Ardından, Nernst denklemini aşağıdaki gibi elde etmek için yukarıdaki denklemleri bu standart denklemin yerine koyabiliriz:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Ancak, Faraday sabiti ve R (evrensel gaz sabiti) değerlerini kullanarak yukarıdaki denklemi yeniden yazabiliriz.
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Goldman Denklemi nedir?
Goldman denklemi, hücre zarı fizyolojisinde bir hücre zarı boyunca ters potansiyeli belirlemede faydalıdır. Bu denklem, denklemi geliştiren bilim adamı David E. Goldman'ın adını almıştır. Ve Nernst denkleminden türetilmiştir. Goldman denklemi, bu ters potansiyeli belirlerken hücre zarı boyunca iyonların eşit olmayan dağılımını ve zar geçirgenliğindeki farklılıkları hesaba katar. Denklem aşağıdaki gibidir:
Nerede
- Em hücre zarındaki potansiyel farktır,
- R evrensel gaz sabitidir,
- T termodinamik sıcaklıktır,
- Z, kimyasal türler arasında aktarılan elektron mol sayısıdır,
- F Faraday sabitidir,
- PA veya B, zarın A veya B iyonuna karşı geçirgenliğidir ve
- [A veya B]i hücre zarı içindeki A veya B iyonunun konsantrasyonudur.
Nernst Denklemi ile Goldman Denklemi Arasındaki Fark Nedir?
Nernst denklemi ve Goldman denklemi, elektrokimyasal hücrelerin potansiyelinin ölçümü olarak kullanılabilecek matematiksel ifadelerdir. Nernst denklemi ile Goldman denklemi arasındaki temel fark, Nernst denkleminin indirgeme potansiyeli ile standart elektrot potansiyeli arasındaki ilişkiyi tanımlaması, Goldman denkleminin ise Nernst denkleminin bir türevi olması ve bir hücre zarındaki ters potansiyeli tanımlamasıdır.
Aşağıdaki infografik, Nernst denklemi ile Goldman denklemi arasındaki farkı özetler.
Özet – Nernst Denklemi vs Goldman Denklemi
Nernst denklemi ve Goldman denklemi, elektrokimyasal hücrelerin potansiyelinin ölçümü olarak kullanılabilecek matematiksel ifadelerdir. Nernst denklemi ile Goldman denklemi arasındaki temel fark, Nernst denkleminin indirgeme potansiyeli ile standart elektrot potansiyeli arasındaki ilişkiyi tanımlamasıdır, ancak Goldman denklemi Nernst denkleminin bir türevidir ve hücre zarındaki ters potansiyeli tanımlar.
