משוואת נרנסט

באלקטרוכימיה, משוואת נרנסט מגדירה את פוטנציאל האלקטרודה $\ E$ ביחס לפוטנציאל האלקטרודה התקני $\ E_{0}$ 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 חתן פרס נובל לכימיה 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 $96,485_{\frac {Coloumb}{mol}}$
• $\ n$ 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:

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

• $[{\mbox{red}}]$ הוא ריכוז המחזר.
• $[{\mbox{ox}}]$ הוא ריכוז המחמצן.

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

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

ראו גם

• משוואת גולדמן - חישוב מתח קרום תא עם חדירות למספר יונים, שזהו המצב הטבעי בגוף