Perbedaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah bahwa persamaan Nernst menggambarkan hubungan antara potensial reduksi dan potensial elektroda standar, sedangkan persamaan Goldman adalah turunan dari persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan melintasi membran sel.
Sel elektrokimia adalah perangkat listrik yang dapat menghasilkan listrik menggunakan energi kimia dari reaksi kimia. Atau kita dapat menggunakan perangkat ini untuk membantu reaksi kimia melalui penyediaan energi yang dibutuhkan dari listrik. Potensi reduksi sel elektrokimia menentukan kemampuan sel untuk menghasilkan listrik.
Apa itu Persamaan Nernst?
Persamaan Nernst adalah ekspresi matematika yang memberikan hubungan antara potensial reduksi dan potensial reduksi standar dari sel elektrokimia. Persamaan ini dinamai ilmuwan W alther Nernst. Dan, itu dikembangkan dengan menggunakan faktor-faktor lain yang mempengaruhi reaksi oksidasi dan reduksi elektrokimia, seperti suhu dan aktivitas kimia spesies kimia yang mengalami oksidasi dan reduksi.
Saat menurunkan persamaan Nernst, kita harus mempertimbangkan perubahan standar energi bebas Gibbs yang terkait dengan transformasi elektrokimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi reduksi sel elektrokimia dapat diberikan sebagai berikut:
Ox + z e– Merah
Menurut termodinamika, perubahan energi bebas sebenarnya dari reaksi adalah, E=Ereduksi – Eoksidasi
Namun, energi bebas Gibbs(ΔG) terkait dengan E (beda potensial) sebagai berikut:
ΔG=-nFE
Di mana n adalah jumlah elektron yang ditransfer antara spesies kimia ketika reaksi berlangsung, F adalah konstanta Faraday. Jika kita mempertimbangkan kondisi standar, maka persamaannya adalah sebagai berikut:
ΔG0=-nFE0
Kita dapat menghubungkan energi bebas Gibbs kondisi non-standar dengan energi Gibbs kondisi standar melalui persamaan berikut.
ΔG=G0 + RTlnQ
Kemudian, persamaan di atas dapat kita substitusikan ke dalam persamaan standar ini untuk mendapatkan persamaan Nernst sebagai berikut:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Namun, kita dapat menulis ulang persamaan di atas menggunakan nilai konstanta Faraday dan R (konstanta gas universal).
E=E0 – (0.0592VlnQ/n)
Apa itu Persamaan Goldman?
Persamaan Goldman berguna dalam menentukan potensial balik melintasi membran sel dalam fisiologi membran sel. Persamaan ini dinamai ilmuwan David E. Goldman, yang mengembangkan persamaan tersebut. Dan, itu diturunkan dari persamaan Nernst. Persamaan Goldman memperhitungkan distribusi ion yang tidak merata melintasi membran sel dan perbedaan permeabilitas membran saat menentukan potensial balik ini. Persamaannya adalah sebagai berikut:
Dimana
- Em adalah beda potensial melintasi membran sel,
- R adalah konstanta gas universal,
- T adalah suhu termodinamika,
- Z adalah jumlah mol elektron yang ditransfer antar spesies kimia,
- F adalah konstanta Faraday,
- PA atau B adalah permeabilitas membran terhadap ion A atau B, dan
- [A atau B]i adalah konsentrasi ion A atau B di dalam membran sel.
Apa Perbedaan Persamaan Nernst dan Persamaan Goldman?
Persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah ekspresi matematika yang dapat digunakan sebagai pengukuran potensial sel elektrokimia. Perbedaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah bahwa persamaan Nernst menggambarkan hubungan antara potensial reduksi dan potensial elektroda standar, sedangkan persamaan Goldman adalah turunan dari persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan melintasi membran sel.
Infografik di bawah ini merangkum perbedaan antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman.
Ringkasan – Persamaan Nernst vs Persamaan Goldman
Persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah ekspresi matematika yang dapat digunakan sebagai pengukuran potensial sel elektrokimia. Perbedaan utama antara persamaan Nernst dan persamaan Goldman adalah bahwa persamaan Nernst menggambarkan hubungan antara potensial reduksi dan potensial elektroda standar, tetapi persamaan Goldman adalah turunan dari persamaan Nernst dan menggambarkan potensi pembalikan melintasi membran sel.
