La principale différence entre l'équation de Nernst et l'équation de Goldman est que l'équation de Nernst décrit la relation entre le potentiel de réduction et le potentiel d'électrode standard, tandis que l'équation de Goldman est un dérivé de l'équation de Nernst et décrit le potentiel d'inversion à travers une membrane cellulaire.
Une cellule électrochimique est un appareil électrique qui peut générer de l'électricité en utilisant l'énergie chimique des réactions chimiques. Ou bien nous pouvons utiliser ces appareils pour faciliter les réactions chimiques en fournissant l'énergie électrique requise. Le potentiel de réduction d'une cellule électrochimique détermine la capacité de la cellule à produire de l'électricité.
Qu'est-ce que l'équation de Nernst ?
L'équation de Nernst est une expression mathématique qui donne la relation entre le potentiel de réduction et le potentiel de réduction standard d'une cellule électrochimique. L'équation porte le nom du scientifique W alther Nernst. Et, il a été développé en utilisant les autres facteurs affectant les réactions électrochimiques d'oxydation et de réduction, tels que la température et l'activité chimique des espèces chimiques qui subissent une oxydation et une réduction.
Lors de la dérivation de l'équation de Nernst, nous devons prendre en compte les changements standard de l'énergie libre de Gibbs associés aux transformations électrochimiques qui se produisent dans la cellule. La réaction de réduction d'une cellule électrochimique peut être donnée comme suit:
Ox + z e– ⟶ Rouge
Selon la thermodynamique, le changement réel d'énergie libre de la réaction est, E=Eréduction – Eoxydation
Cependant, l'énergie libre de Gibbs(ΔG) est liée à E (différence de potentiel) comme suit:
ΔG=-nFE
Où n est le nombre d'électrons transférés entre les espèces chimiques lorsque la réaction progresse, F est la constante de Faraday. Si nous considérons les conditions standard, alors l'équation est la suivante:
ΔG0=-nFE0
Nous pouvons relier l'énergie libre de Gibbs des conditions non standard à l'énergie de Gibbs des conditions standard via l'équation suivante.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Ensuite, nous pouvons substituer les équations ci-dessus dans cette équation standard pour obtenir l'équation de Nernst comme suit:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Cependant, nous pouvons réécrire l'équation ci-dessus en utilisant les valeurs de la constante de Faraday et de R (constante universelle des gaz).
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Qu'est-ce que l'équation de Goldman ?
L'équation de Goldman est utile pour déterminer le potentiel inverse à travers une membrane cellulaire dans la physiologie de la membrane cellulaire. Cette équation a été nommée d'après le scientifique David E. Goldman, qui a développé l'équation. Et, il a été dérivé de l'équation de Nernst. L'équation de Goldman prend en compte la distribution inégale des ions à travers la membrane cellulaire et les différences de perméabilité membranaire lors de la détermination de ce potentiel inverse. L'équation est la suivante:
Où
- Em est la différence de potentiel à travers la membrane cellulaire,
- R est la constante universelle des gaz,
- T est la température thermodynamique,
- Z est le nombre de moles d'électrons qui sont transférés entre les espèces chimiques,
- F est la constante de Faraday,
- PA ou B est la perméabilité de la membrane aux ions A ou B, et
- [A ou B]i est la concentration d'ions A ou B à l'intérieur de la membrane cellulaire.
Quelle est la différence entre l'équation de Nernst et l'équation de Goldman ?
L'équation de Nernst et l'équation de Goldman sont des expressions mathématiques qui peuvent être utilisées comme mesures du potentiel des cellules électrochimiques. le différence clé entre l'équation de Nernst et l'équation de Goldman est que l'équation de Nernst décrit la relation entre le potentiel de réduction et le potentiel d'électrode standard, tandis que l'équation de Goldman est un dérivé de l'équation de Nernst et décrit le potentiel d'inversion à travers une membrane cellulaire.
L'infographie ci-dessous résume la différence entre l'équation de Nernst et l'équation de Goldman.
Résumé - Équation de Nernst vs Équation de Goldman
L'équation de Nernst et l'équation de Goldman sont des expressions mathématiques qui peuvent être utilisées comme mesures du potentiel des cellules électrochimiques. le différence clé entre l'équation de Nernst et l'équation de Goldman est que l'équation de Nernst décrit la relation entre le potentiel de réduction et le potentiel d'électrode standard, mais l'équation de Goldman est un dérivé de l'équation de Nernst et décrit le potentiel d'inversion à travers une membrane cellulaire.
