Sự khác biệt chính giữa phương trình Nernst và phương trình Goldman là phương trình Nernst mô tả mối quan hệ giữa thế khử và thế điện cực chuẩn, trong khi phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả điện thế đảo ngược qua màng tế bào.
Tế bào điện hóa là một thiết bị điện có thể tạo ra điện bằng cách 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. Thế khử của tế bào điện hóa quyết định khả năng sản xuất điện của tế bào.
Phương trình Nernst là gì?
Phương trình Nernst là một biểu thức toán học đưa ra mối quan hệ giữa thế khử và thế khử tiêu chuẩn của pin điện hóa. Phương trình được đặt theo tên của nhà khoa học W alther Nernst. Và, nó được phát triển bằng cách sử dụng các yếu tố khác ảnh hưởng đến phản ứng oxy hóa và khử điện hóa, chẳng hạn như nhiệt độ và hoạt tính hóa học của các loại hóa chất trải qua quá trình oxy hóa và khử.
Khi suy ra phương trình Nernst, chúng ta phải xem xét sự thay đổi tiêu chuẩn của 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=Ekhử- Eoxi hóa
Tuy nhiên, năng lượng tự do Gibbs (ΔG) liên quan đến E (chênh lệch tiềm năng) như sau:
ΔG=-nFE
Trong đó n là số electron chuyển giữa các chất 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=-nFE0
Chúng ta có thể liên hệ năng lượng tự do Gibbs của các điều kiện không tiêu chuẩn với năng lượng Gibbs của các điều kiện tiêu chuẩn thông qua phương trình sau.
ΔG=ΔG0+ RTlnQ
Sau đó, chúng ta có thể thay các phương trình trên vào phương trình chuẩn này để có được phương trình Nernst như sau:
-nFE=-nFE0+ 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 quát).
E=E0- (0,0592VlnQ / n)
Phương trình Goldman là gì?
Phương trình Goldman hữu ích trong việc xác định điện thế đảo ngược qua màng tế bào trong sinh lý học 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 suy ra từ phương trình Nernst. Phương trình Goldman tính đến sự phân bố không đều của các ion qua màng tế bào và sự khác biệt về tính thấm của màng khi xác định điện thế ngược này. Phương trình như sau:
Nơi
- Em là sự khác biệt tiềm tàng qua màng tế bào,
- R là hằng số khí phổ quát,
- T là nhiệt độ nhiệt động lực học,
- Z là số mol electron được chuyển giữa các chất hóa học,
- F là hằng số Faraday,
- PA hoặc Blà tính thấm của màng đối với ion A hoặc B, và
- [A hoặc B]ilà 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 điện thế 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 khử và thế điện cực chuẩn, trong khi phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả điện thế 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 điện thế 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 khử và thế điện cực chuẩn, nhưng phương trình Goldman là một dẫn xuất của phương trình Nernst và mô tả điện thế đảo ngược qua màng tế bào.
