በነርንስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለው ልዩነት

2024 ደራሲ ደራሲ: Alex Aldridge | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 13:31

በኔርነስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የነርንስት እኩልታ በመቀነስ አቅም እና በመደበኛ ኤሌክትሮዶች እምቅ መካከል ያለውን ግንኙነት የሚገልፅ ሲሆን የጎልድማን እኩልታ ደግሞ የኔርንስት እኩልታ የተገኘ እና በሴል ሽፋን ላይ ያለውን የተገላቢጦሽ አቅም የሚገልፅ መሆኑ ነው።

የኤሌክትሮኬሚካል ሴል የኬሚካላዊ ግብረመልሶችን ኬሚካላዊ ኢነርጂ በመጠቀም ኤሌክትሪክ ማመንጨት የሚችል ኤሌክትሪክ መሳሪያ ነው። አለበለዚያ እነዚህን መሳሪያዎች ከኤሌክትሪክ የሚፈለገውን ኃይል በማቅረብ ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን ለመርዳት ልንጠቀምባቸው እንችላለን። የኤሌክትሮኬሚካላዊ ሴል የመቀነስ አቅም ሴሉ ኤሌክትሪክን የማምረት ችሎታን ይወስናል.

Nernst Equation ምንድን ነው?

Nernst እኩልታ የመቀነስ አቅም እና የኤሌክትሮኬሚካል ሴል መደበኛ የመቀነስ አቅም መካከል ያለውን ግንኙነት የሚሰጥ የሂሳብ አገላለጽ ነው። ስሌቱ የተሰየመው በሳይንቲስት ዋልተር ኔርነስት ነው። እና፣ በኤሌክትሮኬሚካላዊ ኦክሳይድ እና በመቀነስ ምላሾች ላይ ተፅእኖ ያላቸውን እንደ ሌሎች የኬሚካል ዝርያዎች የሙቀት መጠን እና ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ ኦክሳይድ እና ቅነሳን በመጠቀም የተሰራ ነው።

የኔርንስት እኩልታ ስንመጣ፣ በሴል ውስጥ ከሚከሰቱት ኤሌክትሮኬሚካል ለውጦች ጋር የተቆራኘውን የጊብስ ነፃ ኢነርጂ መደበኛ ለውጦችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን። የኤሌክትሮኬሚካል ሴል ቅነሳ ምላሽ እንደሚከተለው ሊሰጥ ይችላል፡

ኦክስ + z e^{– ⟶ ቀይ}

በቴርሞዳይናሚክስ መሰረት፣ የምላሹ ትክክለኛው የነጻ ሃይል ለውጥነው።

E=ኢ_ቅነሳ - ኢ_oxidation

ነገር ግን የጊብስ ነፃ ኢነርጂ(ΔG) ከኢ (አቅም ልዩነት) ጋር ይዛመዳል፡

ΔG=-nFE

በኬሚካላዊ ዝርያዎች መካከል የሚተላለፉ የኤሌክትሮኖች ብዛት በሂደት ላይ እያለ F የፋራዳይ ቋሚ ነው። መደበኛ ሁኔታዎችን ከግምት ውስጥ ካስገባን ፣እዚያም እኩልታው እንደሚከተለው ነው፡

ΔG⁰=-nFE⁰

የጊብስን ነፃ ኃይል መደበኛ ያልሆኑ ሁኔታዎችን ከጊብስ ኢነርጂ መደበኛ ሁኔታዎች በሚከተለው ቀመር ማያያዝ እንችላለን።

ΔG=ΔG^{0 + RTlnQ}

ከዚያ፣ የኔርንስት እኩልታ ለማግኘት ከዚህ በላይ ያሉትን እኩልታዎች ወደዚህ መደበኛ እኩልነት መተካት እንችላለን፡

-nFE=-nFE^{0 + RTlnQ}

ነገር ግን፣ ለፋራዴይ ቋሚ እና ለ R (ሁለንተናዊ ጋዝ ቋሚ) እሴቶችን በመጠቀም ከላይ ያለውን ቀመር እንደገና መፃፍ እንችላለን።

E=ኢ^{0 - (0.0592VlnQ/n)}

የጎልድማን እኩልታ ምንድን ነው?

የጎልድማን እኩልታ በሴል ሽፋን ፊዚዮሎጂ ውስጥ ባለው የሴል ሽፋን ላይ ያለውን የተገላቢጦሽ አቅም ለመወሰን ጠቃሚ ነው። ይህ እኩልታ የተሰየመው ቀመርን ባዘጋጀው ሳይንቲስት ዴቪድ ኢ ጎልድማን ነው። እና፣ ከኔርነስት እኩልታ የተገኘ ነው። የጎልድማን እኩልታ በሴል ሽፋን ላይ ያለውን ያልተስተካከለ የአይዮን ስርጭት እና የሜምብ ፐርሜሽን ልዩነት ግምት ውስጥ በማስገባት ይህንን የተገላቢጦሽ አቅም ሲወስኑ። እኩልታው እንደሚከተለው ነው፡

የት

• Em በሴል ሽፋን ላይ ሊኖር የሚችል ልዩነት፣
• R ሁለንተናዊ ጋዝ ቋሚ ነው፣
• T የቴርሞዳይናሚክስ ሙቀት ነው፣
• Z በኬሚካላዊ ዝርያዎች መካከል የሚተላለፉ የኤሌክትሮኖች ብዛት፣
• F የፋራዳይ ቋሚ ነው፣
• P_{A ወይም B የገለባው ወደ A ወይም B ion እናነው}
• [A ወይም _{i በሴል ሽፋን ውስጥ ያለው የA ወይም B ion ትኩረት ነው።}

በነርንስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

Nernst እኩልታ እና የጎልድማን እኩልታ የኤሌክትሮኬሚካል ህዋሶች አቅምን ለመለካት የሚያገለግሉ የሂሳብ መግለጫዎች ናቸው። በኔርነስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የነርንስት እኩልታ የመቀነስ አቅም እና የመደበኛ ኤሌክትሮዶች አቅም መካከል ያለውን ግንኙነት የሚገልፅ ሲሆን የጎልድማን እኩልታ ግን የኔርንስት እኩልታ የተገኘ እና በሴል ሽፋን ላይ ያለውን የተገላቢጦሽ አቅም የሚገልፅ መሆኑ ነው።

ከታች ያለው ኢንፎግራፊክ በኔርነስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለውን ልዩነት ያጠቃልላል።

ማጠቃለያ - የኔርነስት እኩልታ vs ጎልድማን እኩልታ

Nernst እኩልታ እና የጎልድማን እኩልታ የኤሌክትሮኬሚካል ህዋሶች አቅምን ለመለካት የሚያገለግሉ የሂሳብ መግለጫዎች ናቸው። በኔርነስት እኩልታ እና በጎልድማን እኩልታ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የነርንስት እኩልታ የመቀነስ አቅም እና የመደበኛ ኤሌክትሮዶች አቅም መካከል ያለውን ዝምድና ይገልፃል፣ነገር ግን የጎልድማን እኩልታ የኔርንስት እኩልታ የተገኘ ነው እና በሴል ሽፋን ላይ ያለውን የተገላቢጦሽ አቅም ይገልጻል።