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 برقی) نیز همین کار را انجام داد. این نام به افتخار کاشف این فرمول به نام والتر نرنست است. دو فرمول نهایی (نیم‌پیل، پیل) :

${\displaystyle E_{red}=E_{red}^{0}-{\frac {RT}{zF}}\ln {\frac {a_{\mbox{Red}}}{a_{\mbox{Ox}}}}}$    (پتانسیل تقلیل نیم-سلول)

${\displaystyle E_{cell}=E_{cell}^{0}-{\frac {RT}{zF}}\ln Q}$    (پتانسیل سلول کامل)

که

• ${\displaystyle E_{red}}$ پتانسیل کاهشی نیم پیل
• ${\displaystyle E_{red}^{0}}$ استاندارد نیم پیل پتانسیل کاهشی
• ${\displaystyle E_{cell}}$ پتانسیل سلول (نیروی الکتروموتوری)
• ${\displaystyle E_{cell}^{0}}$ 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. ${\displaystyle a_{X}=\gamma _{X}[X]}$ که ${\displaystyle \gamma _{X}}$ 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 ۲۵٫۶۷۹ mV می‌توان جایگزین نمود.

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

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 گالوانیک
• سلول های غلظتی

پیوند به بیرون

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