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.

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

• $R$ 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:

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

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

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

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

ראו גם

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