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 de eletrodo padrão, enquanto a equação de Goldman é uma derivada 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 de reações químicas. Ou então podemos usar esses dispositivos para auxiliar as reações químicas, fornecendo a energia necessária da eletricidade. O potencial de redução de uma célula eletroquímica determina a capacidade da célula de produzir eletricidade.
O que é a Equação Nernst?
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 W alther Nernst. E, foi desenvolvido usando os outros fatores que afetam as reações eletroquímicas de oxidação e redução, como temperatura e atividade química de espécies químicas que sofrem oxidação e redução.
Ao derivar a equação de Nernst, temos que considerar as mudanças padrão na energia livre de Gibbs que está associada 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 variação real da energia livre da reação é, E=Eredução – Eoxidação
No entanto, a energia livre de Gibbs(ΔG) está relacionada com o E (diferença de potencial) da seguinte forma:
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=-nFE0
Podemos relacionar a energia livre de Gibbs de condições não padrão com a energia de Gibbs de condições padrão através da seguinte equação.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Então, podemos substituir as equações acima nesta equação padrão para obter a equação de Nernst da seguinte forma:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
No entanto, podemos reescrever a equação acima usando os valores da constante de Faraday e R (constante universal do gás).
E=E0 – (0,0592VlnQ/n)
O que é a Equação Goldman?
A equação Goldman é útil para determinar o 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 do 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 para o íon A ou B, e
- [A ou B]i é a concentração do íon A ou B dentro da membrana celular.
Qual é a diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman?
Equação de Nernst e a equação de Goldman são expressões matemáticas que podem ser usadas como medidas de potencial de 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 de eletrodo padrão, enquanto a equação de Goldman é uma derivada 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 Nernst vs Equação Goldman
Equação de Nernst e a equação de Goldman são expressões matemáticas que podem ser usadas como medidas de potencial de 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 de eletrodo padrão, mas a equação de Goldman é uma derivada da equação de Nernst e descreve o potencial de reversão através de uma membrana celular.
