Diferença entre a equação de Nernst e a equação de Goldman

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 13:47

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=E_redução – E_oxidação

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=ΔG^{0 + RTlnQ}

Então, podemos substituir as equações acima nesta equação padrão para obter a equação de Nernst da seguinte forma:

-nFE=-nFE^{0 + RTlnQ}

No entanto, podemos reescrever a equação acima usando os valores da constante de Faraday e R (constante universal do gás).

E=E^{0 – (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,
• P_{A 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.