משוואת נרנסט

באלקטרוכימיה, משוואת נרנסט מגדירה את פוטנציאל האלקטרודה $\ E$ ביחס לפוטנציאל האלקטרודה הסטנדרטי $\ E_0$ של זוג האלקטרודות או של חצאי התא של תא אלקטרוכימי. בפיזיולוגיה משמשת משוואת נרנסט למציאת הפוטנציאל החשמלי של קרום התא ביחס ליון אחד. המשוואה קרויה על שם הכימאי הגרמני-פולני ולטר נרנסט אשר ניסח אותה לראשונה.

$E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln\frac{a_{\mbox{red}}}{a_{\mbox{ox}}}$

• $\ R$ הוא קבוע הגזים וערכו $8.314510_{\frac{J}{mol\cdot K}}$
• $\ T$ היא הטמפרטורה, בקלווין.
• $\ a$ היא האקטיביות הכימית בצד המחוזר והמחומצן, בהתאמה.
• $\ F$ הוא קבוע פאראדיי וערכו $96,484_{\frac{Coloumb}{mol}}$
• $\ n$ הוא מספר מולי האלקטרונים אשר עוברים בחצי התגובה.

מכיוון שבמקרים רבים התגובה מתרחשת בטמפרטורת החדר, ניתן לקצר ולהציב את הערכים של $\ R$ ו-$\ T$ בטמפרטורת החדר, להחליף את הלוגריתם הטבעי בלוגריתם לפי בסיס 10, ולקבל:

$E = E^0 - \frac{0.0592}{n} \log\frac{[\mbox{red}]}{[\mbox{ox}]}$

• [red] הוא ריכוז המחזר.
• [ox] הוא ריכוז המחמצן.

לפוטנציאל בקרום התא ביחס ליון חיובי אחד (עבור יון שלילי יש לשנות את הסימן לפני הלוגריתם ל(-) (שלילי)

$E = E^0 + \frac{0.0592}{n} \log\frac{[\mbox{ion out of cell}]}{[\mbox{ion inside cell}]}$