Klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je ten, že Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, zatímco Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.
Elektrochemický článek je elektrické zařízení, které dokáže vyrábět elektřinu pomocí chemické energie chemických reakcí. Nebo můžeme tato zařízení použít k podpoře chemických reakcí poskytováním požadované energie z elektřiny. Redukční potenciál elektrochemického článku určuje schopnost článku vyrábět elektřinu.
Co je Nernstova rovnice?
Nernstova rovnice je matematický výraz, který udává vztah mezi redukčním potenciálem a standardním redukčním potenciálem elektrochemického článku. Rovnice je pojmenována po vědci W alther Nernst. A byl vyvinut s využitím dalších faktorů ovlivňujících elektrochemické oxidační a redukční reakce, jako je teplota a chemická aktivita chemických látek, které podléhají oxidaci a redukci.
Při odvozování Nernstovy rovnice musíme vzít v úvahu standardní změny Gibbsovy volné energie, která je spojena s elektrochemickými přeměnami, ke kterým v buňce dochází. Redukční reakci elektrochemického článku lze uvést následovně:
Ox + z e– ⟶ Červená
Podle termodynamiky je skutečná změna volné energie reakce, E=Eredukce – Eoxidace
Gibbsova volná energie (ΔG) však souvisí s E (potenciální rozdíl) následovně:
ΔG=-nFE
Kde n je počet elektronů přenesených mezi chemickými druhy, když reakce probíhá, F je Faradayova konstanta. Pokud vezmeme v úvahu standardní podmínky, pak rovnice je následující:
ΔG0=-nFE0
Můžeme dát do souvislosti Gibbsovu volnou energii nestandardních podmínek s Gibbsovou energií standardních podmínek pomocí následující rovnice.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Poté můžeme do této standardní rovnice dosadit výše uvedené rovnice a získat Nernstovu rovnici takto:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Výše uvedenou rovnici však můžeme přepsat pomocí hodnot Faradayovy konstanty a R (univerzální plynové konstanty).
E=E0 – (0,0592VlnQ/n)
Co je Goldmanova rovnice?
Goldmanova rovnice je užitečná při určování reverzního potenciálu přes buněčnou membránu ve fyziologii buněčné membrány. Tato rovnice byla pojmenována po vědci Davidu E. Goldmanovi, který rovnici vyvinul. A bylo odvozeno z Nernstovy rovnice. Goldmanova rovnice bere při určování tohoto reverzního potenciálu v úvahu nerovnoměrnou distribuci iontů přes buněčnou membránu a rozdíly v permeabilitě membrány. Rovnice je následující:
Kde
- Em je potenciální rozdíl na buněčné membráně,
- R je univerzální plynová konstanta,
- T je termodynamická teplota,
- Z je počet molů elektronů, které se přenášejí mezi chemickými druhy,
- F je Faradayova konstanta,
- PA nebo B je propustnost membrány vůči iontu A nebo B a
- [A nebo B]i je koncentrace iontů A nebo B uvnitř buněčné membrány.
Jaký je rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí?
Nernstova rovnice a Goldmanova rovnice jsou matematické výrazy, které lze použít jako měření potenciálu elektrochemických článků. Klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je v tom, že Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, zatímco Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí.
Shrnutí – Nernstova rovnice vs Goldmanova rovnice
Nernstova rovnice a Goldmanova rovnice jsou matematické výrazy, které lze použít jako měření potenciálu elektrochemických článků. Klíčový rozdíl mezi Nernstovou rovnicí a Goldmanovou rovnicí je ten, že Nernstova rovnice popisuje vztah mezi redukčním potenciálem a standardním elektrodovým potenciálem, ale Goldmanova rovnice je derivátem Nernstovy rovnice a popisuje reverzní potenciál přes buněčnou membránu.
