تفاوت اصلی بین پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا این است که پتانسیل نرنست برای یک سلول بیولوژیکی یا یک سلول الکتروشیمیایی داده می شود در حالی که پتانسیل زتا برای پراکندگی کلوئیدی داده می شود.
پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا اصطلاحاتی در شیمی فیزیک هستند که تفاوت پتانسیل بین چیزی را توصیف می کنند، به عنوان مثال. غشای سلولی، سلول الکتروشیمیایی، غشای یک ذره پراکنده در محیط پراکندگی، و غیره.
Nernst Potential چیست؟
پتانسیل Nernst یا پتانسیل معکوس پتانسیل در سراسر غشای سلولی است که با انتشار خالص یک یون خاص از طریق غشاء مخالف است.بنابراین این اصطلاح در بیوشیمی کاربرد دارد. ما می‌توانیم پتانسیل Nernst را با نسبت غلظت آن یون خاص (که سعی در عبور از غشای سلولی دارد) در داخل سلول و خارج از سلول تعیین کنیم. با این حال، این اصطلاح در الکتروشیمی نیز در مورد سلول های الکتروشیمیایی استفاده می شود. معادله ای که برای تعیین پتانسیل نرنست استفاده می شود، معادله نرنست نامیده می شود.
معادله Nernst را می توان به عنوان یک عبارت ریاضی توصیف کرد که رابطه بین پتانسیل کاهش و پتانسیل کاهش استاندارد یک سلول الکتروشیمیایی را نشان می دهد. این معادله به نام دانشمند والتر نرنست نامگذاری شده است. علاوه بر این، این معادله با استفاده از عوامل دیگر مؤثر بر اکسیداسیون و واکنش‌های کاهش الکتروشیمیایی، مانند دما و فعالیت شیمیایی گونه‌های شیمیایی که تحت اکسیداسیون و احیا قرار می‌گیرند، ایجاد شد.
برای به دست آوردن معادله نرنست، باید تغییرات استاندارد انرژی آزاد گیبس را که با تبدیلات الکتروشیمیایی رخ می دهد در سلول در نظر بگیریم. واکنش کاهش یک سلول الکتروشیمیایی را می توان به صورت زیر ارائه کرد:
Ox + z e– ⟶ قرمز
در ترمودینامیک، تغییر انرژی آزاد واقعی واکنش برابر است با
E=Eکاهش - Eاکسیداسیون
می توانیم انرژی آزاد گیبس (ΔG) را به E (تفاوت پتانسیل) به صورت زیر مرتبط کنیم:
ΔG=-nFE
در جایی که n تعداد الکترون هایی است که در هنگام پیشرفت واکنش بین گونه های شیمیایی منتقل می شوند، F ثابت فارادی است. اگر شرایط استاندارد را در نظر بگیریم، معادله به صورت زیر است:
ΔG0=-nFE0
ما می توانیم انرژی آزاد گیبس را در شرایط غیراستاندارد با انرژی گیبس شرایط استاندارد از طریق معادله زیر مرتبط کنیم.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
سپس، می‌توانیم معادلات بالا را با این معادله استاندارد جایگزین کنیم تا معادله نرنست را به صورت زیر بدست آوریم:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
پس معادله نرنست به صورت زیر است:
E=E0 - (RTlnQ/nF)
پتانسیل زتا چیست؟
پتانسیل زتا پتانسیل الکتروکینتیکی یک پراکندگی کلوئیدی است. این اصطلاح از حرف یونانی "زتا" گرفته شده است. به طور کلی، این پتانسیل الکتروکینتیکی را پتانسیل زتا می نامیم. به عبارت دیگر پتانسیل زتا اختلاف پتانسیل بین محیط پراکندگی و لایه ساکن سیال متصل به ذره پراکنده پراکندگی کلوئیدی است. این بدان معناست که عبارت پتانسیل زتا به ما نشانی از بار موجود در سطح ذره می دهد. ما می توانیم دو نوع پتانسیل زتا را تشخیص دهیم: پتانسیل زتا مثبت و منفی. علاوه بر این، این پتانسیل همان چیزی است که ما به عنوان سرعت ذرات در d.c اندازه گیری می کنیم. میدان الکتریکی.
شکل 01: ذره ای در یک سوسپانسیون کلوئیدی
در بین دو نوع، پتانسیل زتا مثبت نشان می دهد که ذرات پراکنده در سوسپانسیونی که در آن پتانسیل زتا را اندازه گیری می کنیم دارای بار مثبت هستند. علاوه بر این، هنگامی که مقادیر را در نظر می گیریم، تفاوت معنی داری بین پتانسیل زتا مثبت و منفی وجود ندارد.
از سوی دیگر، پتانسیل زتا منفی نشان می دهد که ذرات پراکنده در سوسپانسیونی که در آن پتانسیل زتا را اندازه گیری می کنیم دارای بار منفی هستند. بنابراین، بار ذرات پراکنده منفی است.
تفاوت بین پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا چیست؟
پتانسیل Nernst و پتانسیل زتا در شیمی فیزیک استفاده می شود. تفاوت اصلی بین پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا این است که پتانسیل نرنست برای یک سلول بیولوژیکی یا یک سلول الکتروشیمیایی داده می شود در حالی که پتانسیل زتا برای پراکندگی کلوئیدی داده می شود.
اینفوگرافیک زیر تفاوت های بیشتری را بین پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا نشان می دهد.
خلاصه - Nernst Potential در مقابل Zeta Potential
اصطلاح پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا در شیمی فیزیک استفاده می شود. تفاوت اصلی بین پتانسیل نرنست و پتانسیل زتا این است که پتانسیل نرنست برای یک سلول بیولوژیکی یا یک سلول الکتروشیمیایی داده می شود در حالی که پتانسیل زتا برای پراکندگی کلوئیدی داده می شود.
