L'équation de Nernst est utilisée en électrochimie et porte le nom du chimiste physique Walther Nernst. La forme générale de l'équation de Nernst détermine le point auquel une demi-cellule électrochimique atteint l'équilibre. Une forme plus spécifique détermine la tension totale d'une cellule électrochimique complète et une forme supplémentaire a des applications dans une cellule vivante. L'équation de Nernst utilise le potentiel de réduction demi-cellule standard, l'activité du produit chimique dans la cellule et le nombre d'électrons transférés dans la cellule. Il faut également des valeurs pour la constante de gaz universelle, la température absolue et la constante de Faraday.
Définir les composantes de l'équation de Nernst générale. E est le potentiel de réduction de demi-cellule, Eo est le potentiel de réduction de demi-cellule standard, z est le nombre d'électrons transférés, aRed est l'activité chimique réduite pour le produit chimique dans la cellule et aOx est l'activité chimique oxydée. En outre, nous avons R comme constante de gaz universelle de 8.314 Joules /Kelvin moles, T comme la température en Kelvin et F comme la constante de Faraday de 96.485 coulombs /mole.
Calculer la forme générale de l'équation de Nernst. La forme E = Eo - (RT /zF) Ln (aRed /aOx) fournit le potentiel de réduction des demi-cellules.
Simplifier l'équation de Nernst pour les conditions de laboratoire standard. Pour E = Eo - (RT /zF) Ln (aRed /aOx), nous pouvons traiter RT /F comme une constante où F = 298 degrés Kelvin (25 degrés Celsius). RT /F = (8,314 x 298) /96,485 = 0,0256 Volt (V). Ainsi, E = Eo - (0,0256 V /z) Ln (aRed /aOx) à 25 degrés C.
Convertir l'équation de Nernst pour utiliser un logarithme de base 10 au lieu du logarithme naturel pour plus de commodité. De la loi des logarithmes, nous avons E = Eo - (0,025693 V /z) Ln (aRed /aOx) = Eo - (0,025693 V /z) (Ln 10) log10 (aRed /aOx) = Eo - (0,05916 V /z) log10 (aRed /aOx).
Utiliser l'équation de Nernst E = RT /zF ln (Co /Ci) dans des applications physiologiques où Co est la concentration d'un ion à l'extérieur d'une cellule et Ci est la concentration de l'ion à l'intérieur de la cellule. Cette équation fournit la tension d'un ion avec la charge z à travers une membrane cellulaire.
