Diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman
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o diferença chave entre a equação de Nernst e a equação de Goldman é que a equação de Nernst descreve a relação entre o potencial de redução e o potencial padrão do eletrodo, enquanto a equação de Goldman é um derivado da equação de Nernst e descreve o potencial de reversão através de uma membrana celular.
Uma célula eletroquímica é um dispositivo elétrico que pode gerar eletricidade usando a energia química das reações químicas. Ou então, podemos usar esses dispositivos para ajudar a reações químicas, fornecendo a energia necessária a partir da eletricidade. O potencial de redução de uma célula eletroquímica determina a capacidade da célula de produzir eletricidade.
CONTEÚDO
1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é a Equação de Nernst
3. O que é a Equação de Goldman
4. Comparação lado a lado - equação de Nernst vs. equação de Goldman em forma de tabela
5. Resumo
O que é a equação de Nernst?
A equação de Nernst é uma expressão matemática que fornece a relação entre o potencial de redução e o potencial de redução padrão de uma célula eletroquímica. A equação tem o nome do cientista Walther Nernst. E foi desenvolvido usando os outros fatores que afetam as reações de oxidação e redução eletroquímicas, como temperatura e atividade química de espécies químicas que sofrem oxidação e redução.
Ao derivar a equação de Nernst, devemos considerar as mudanças padrão na energia livre de Gibbs associadas às transformações eletroquímicas que ocorrem na célula. A reação de redução de uma célula eletroquímica pode ser dada da seguinte forma:
Ox + z e- ⟶ vermelho
De acordo com a termodinâmica, a mudança de energia livre real da reação é,
E = Eredução - Eoxidação
No entanto, a energia livre de Gibbs (ΔG) está relacionada ao E (diferença de potencial) da seguinte maneira:
ΔG = -nFE
Onde n é o número de elétrons transferidos entre espécies químicas quando a reação está progredindo, F é a constante de Faraday. Se considerarmos as condições padrão, a equação é a seguinte:
ΔG0 0 = -NFE0 0
Podemos relacionar a energia livre de Gibbs de condições não-padrão com a energia Gibbs de condições-padrão através da seguinte equação.
ΔG = ΔG0 0 + RTlnQ
Em seguida, podemos substituir as equações acima nessa equação padrão para obter a equação de Nernst da seguinte maneira:
-nFE = -nFE0 0 + RTlnQ
No entanto, podemos reescrever a equação acima usando os valores para a constante de Faraday e R (constante universal de gás).
E = E0 0 - (0,0592VlnQ / n)
O que é a Equação de Goldman?
A equação de Goldman é útil na determinação do potencial reverso através de uma membrana celular na fisiologia da membrana celular. Esta equação recebeu o nome do cientista David E. Goldman, que desenvolveu a equação. E, foi derivado da equação de Nernst. A equação de Goldman leva em consideração a distribuição desigual de íons através da membrana celular e as diferenças na permeabilidade da membrana ao determinar esse potencial reverso. A equação é a seguinte:
Onde
- Em é a diferença de potencial através da membrana celular,
- R é a constante universal de gás,
- T é a temperatura termodinâmica,
- Z é o número de mols de elétrons que estão sendo transferidos entre espécies químicas,
- F é a constante de Faraday,
- PA ou B é a permeabilidade da membrana em relação ao íon A ou B, e
- [A ou B]Eu é a concentração de íons A ou B dentro da membrana celular.
Qual é a diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman?
A equação de Nernst e a equação de Goldman são expressões matemáticas que podem ser usadas como medidas do potencial das células eletroquímicas. A principal diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman é que a equação de Nernst descreve a relação entre o potencial de redução e o potencial padrão do eletrodo, enquanto a equação de Goldman é um derivado da equação de Nernst e descreve o potencial de reversão através de uma membrana celular.
O infográfico abaixo resume a diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman.
Resumo - Equação de Nernst vs Equação de Goldman
A equação de Nernst e a equação de Goldman são expressões matemáticas que podem ser usadas como medidas do potencial das células eletroquímicas. A principal diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman é que a equação de Nernst descreve a relação entre o potencial de redução e o potencial padrão do eletrodo, mas a equação de Goldman é um derivado da equação de Nernst e descreve o potencial de reversão através de uma membrana celular.
Referência:
1. "Nernst Equation". Química LibreTexts, Libretexts, 5 de junho de 2019, disponível aqui.
Cortesia da imagem:
1. “ElectrochemCell” de Alksub na Wikipedia em inglês (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
