Tofauti Kati ya Nernst Equation na Goldman Equation

2024 Mwandishi: Alex Aldridge | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 13:51

Tofauti kuu kati ya mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman ni kwamba mlinganyo wa Nernst unafafanua uhusiano kati ya uwezo wa kupunguza uwezo wa kielektroniki wa kawaida, ilhali mlinganyo wa Goldman ni derivative ya mlinganyo wa Nernst na unafafanua uwezo wa kugeukia kwenye membrane ya seli.

Seli ya kielektroniki ni kifaa cha umeme kinachoweza kuzalisha umeme kwa kutumia nishati ya kemikali ya athari za kemikali. Ama sivyo tunaweza kutumia vifaa hivi kusaidia athari za kemikali kupitia kutoa nishati inayohitajika kutoka kwa umeme. Uwezo wa kupunguzwa wa seli ya electrochemical huamua uwezo wa seli kuzalisha umeme.

Nernst Equation ni nini?

Nernst equation ni usemi wa hisabati ambao unatoa uhusiano kati ya uwezo wa kupunguza na uwezo wa kupunguza kiwango wa seli ya kielektroniki. Mlinganyo huo umepewa jina la mwanasayansi W alther Nernst. Na, ilitengenezwa kwa kutumia vipengele vingine vinavyoathiri uoksidishaji wa kielektroniki na athari za kupunguza, kama vile halijoto na shughuli za kemikali za spishi za kemikali zinazopata oksidi na kupunguzwa.

Wakati wa kupata mlinganyo wa Nernst, tunapaswa kuzingatia mabadiliko ya kawaida katika nishati isiyolipishwa ya Gibbs ambayo yanahusishwa na mabadiliko ya kielektroniki yanayotokea kwenye seli. Mwitikio wa kupunguzwa wa seli ya elektrokemikali inaweza kutolewa kama ifuatavyo:

Ox + z e^{– ⟶ Nyekundu}

Kulingana na thermodynamics, mabadiliko halisi ya nishati bila malipo ya mmenyuko ni, E=E_kupunguza – E_oxidation

Hata hivyo, Gibbs free energy(ΔG) inahusiana na E (tofauti inayowezekana) kama ifuatavyo:

ΔG=-nFE

Ambapo n ni idadi ya elektroni zinazohamishwa kati ya spishi za kemikali wakati mmenyuko unaendelea, F ni sawa na Faraday. Ikiwa tutazingatia masharti ya kawaida, basi mlinganyo ni kama ifuatavyo:

ΔG⁰=-nFE⁰

Tunaweza kuhusisha nishati isiyolipishwa ya Gibbs ya hali zisizo za kawaida na nishati ya Gibbs ya hali ya kawaida kupitia mlingano ufuatao.

ΔG=ΔG^{0 + RTlnQ}

Kisha, tunaweza kubadilisha milinganyo iliyo hapo juu katika mlinganyo huu wa kawaida ili kupata mlinganyo wa Nernst kama ifuatavyo:

-nFE=-nFE^{0 + RTlnQ}

Hata hivyo, tunaweza kuandika upya mlinganyo ulio hapo juu kwa kutumia thamani za Faraday constant na R (universal gas constant).

E=E^{0 – (0.0592VlnQ/n)}

Goldman Equation ni nini?

Mlinganyo wa Goldman ni muhimu katika kubainisha uwezo wa kinyume kwenye utando wa seli katika fiziolojia ya utando wa seli. Mlinganyo huu ulipewa jina la mwanasayansi David E. Goldman, ambaye alitengeneza mlinganyo huo. Na, ilitokana na mlinganyo wa Nernst. Mlinganyo wa Goldman huzingatia usambazaji usiosawazisha wa ayoni kwenye utando wa seli na tofauti za upenyezaji wa utando wakati wa kubainisha uwezo huu wa kinyume. Mlinganyo ni kama ifuatavyo:

Wapi

• Em ndio tofauti inayoweza kutokea kwenye utando wa seli,
• R ni gesi inayotumika ulimwenguni kote,
• T ni halijoto ya thermodynamic,
• Z ni idadi ya fuko za elektroni zinazohamishwa kati ya spishi za kemikali,
• F ni Faraday ya kudumu,
• P_{A au B ni upenyezaji wa membrane kuelekea A au B ioni, na}
• [A au B]_{i ni mkusanyiko wa ioni A au B ndani ya utando wa seli.}

Nini Tofauti Kati ya Nernst Equation na Goldman Equation?

Mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman ni usemi wa hisabati ambao unaweza kutumika kama vipimo vya uwezo wa seli za kielektroniki. Tofauti kuu kati ya mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman ni kwamba mlinganyo wa Nernst unafafanua uhusiano kati ya uwezo wa kupunguza na uwezo wa kawaida wa elektrodi, ilhali mlinganyo wa Goldman ni derivative ya mlinganyo wa Nernst na unafafanua uwezo wa kugeukia kwenye utando wa seli.

Taswira iliyo hapa chini ni muhtasari wa tofauti kati ya mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman.

Muhtasari – Nernst Equation vs Goldman Equation

Mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman ni usemi wa hisabati ambao unaweza kutumika kama vipimo vya uwezo wa seli za kielektroniki. Tofauti kuu kati ya mlinganyo wa Nernst na mlinganyo wa Goldman ni kwamba mlinganyo wa Nernst unafafanua uhusiano kati ya uwezo wa kupunguza na uwezo wa kawaida wa elektrodi, lakini mlinganyo wa Goldman ni derivative ya mlinganyo wa Nernst na unafafanua uwezo wa kugeukia kwenye utando wa seli.