معادله نرنست

در الکتروشیمی معادله نرنست معادله‌ای است که به کمک آن می‌توان دترمینان کاهش پتانسیل در حالت تعادل و در سلول الکتروشیمیایی بدست آورد و می‌توان از روی ولتاژ (نیروی محرکه الکتریکی) نیز همین کار را انجام داد. این نام به افتخار کاشف این فرمول به نام والتر نرنست است.

دو فرمول نهایی (نیم‌پیل، پیل):

1. پتانسیل تقلیل نیم-سلول:

${\displaystyle E_{red}=E_{red}^{0}-{\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {a_{\mbox{Red}}}{a_{\mbox{Ox}}}}}$

1. پتانسیل سلول کامل:

$E_{cell}=E_{cell}^{0}-{\frac {RT}{zF}}\ln Q$

که:

• $E_{red}$ پتانسیل کاهشی نیم پیل
• $E_{red}^{0}$ پتانسیل الکترود استاندارد
• $E_{cell}$ پتانسیل سلول (نیروی محرکه الکتریکی)
• $E_{cell}^{0}$ پتانسیل استاندارد سلول
• R ثابت عمومی گازها (۸٫۳۱۴۴۷۲ J.K^-۱.mol^-۱)
• T دمای مطلق. (T_K = ۲۷۳٫۱۵ + T_°C.)
• a میزان فعالیت شیمیایی. $a_{X}=\gamma _{X}[X]$ که $\gamma _{X}$ ضریب فعالیت نوع X است. (درحالی که ضرایب فعالیت با غلظت پایین به یک میل می‌کنند، فعالیت‌ها در معادله نرنست متناوباً با غلظت ساده جایگزین می‌شوند)
• F ثابت فارادی (اندازه بار بر مول الکترون، برابر با ۹٫۶۴۸۵۳۰۹×۱۰^۴ C.mol^-۱)
• z تعداد الکترون‌هایی است که در جریان برقکافت واکنش می‌دهند
• Q خارج قسمت واکنش است.

در دمای اتاق(۲۵ °C), RT/F برای پایانه‌ها ثابت ۲۵٫۶۷۹mV می‌توان جایگزین نمود.

$E=E^{0}-{\frac {59.1{\mbox{ mV}}}{z}}\log _{10}{\frac {a_{\mbox{Red}}}{a_{\mbox{Ox}}}}$.

معادله نرنست در فیزیولوژی برای پیدا کردن پتانسیل الکتریکی غشاء سلولی برحسب به یک نوع یون استفاده می‌شود

جستارهای وابسته

• معادله گلدمن ـ هوجکین ـ کاتز
• پیل گالوانی
• سلول غلظتی

پیوند به بیرون

• Nernst/Goldman Equation Simulator
• Interactive Nernst/Goldman Java Applet