الفرق بين Nernst Potential و Zeta Potential

2024 مؤلف: Alex Aldridge | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 13:32

الفرق الرئيسي بين جهد نرنست وإمكانات زيتا هو أن جهد نيرنست يُعطى لخلية بيولوجية أو خلية كهروكيميائية بينما يُعطى جهد زيتا للتشتت الغروي.

إمكانات نرنست وإمكانات زيتا مصطلحات في الكيمياء الفيزيائية تصف الفرق المحتمل بين شيء ما ، على سبيل المثال غشاء الخلية ، الخلية الكهروكيميائية ، غشاء جسيم مشتت في وسط تشتت ، إلخ.

ما هو Nernst Potential؟

إمكانات نيرنست أو إمكانية الانعكاس هي الإمكانات عبر غشاء الخلية الذي يعارض صافي انتشار أيون معين عبر الغشاء.لذلك ، هذا المصطلح له تطبيقات في الكيمياء الحيوية. يمكننا تحديد جهد نيرنست من خلال نسبة تركيزات هذا الأيون المحدد (الذي يحاول المرور عبر غشاء الخلية) داخل الخلية وخارجها. ومع ذلك ، يستخدم هذا المصطلح أيضًا في الكيمياء الكهربائية ، فيما يتعلق بالخلايا الكهروكيميائية. تسمى المعادلة المستخدمة لتحديد جهد نيرنست بمعادلة نرنست.

يمكن وصف معادلةNernst على أنها تعبير رياضي يعطي العلاقة بين إمكانية الاختزال وإمكانية الاختزال القياسية للخلية الكهروكيميائية. سميت هذه المعادلة على اسم العالم والثر نيرنست. علاوة على ذلك ، تم تطوير هذه المعادلة باستخدام العوامل الأخرى التي تؤثر على الأكسدة الكهروكيميائية وتفاعلات الاختزال ، مثل درجة الحرارة والنشاط الكيميائي للأنواع الكيميائية التي تخضع للأكسدة والاختزال.

للحصول على معادلة نرنست ، علينا النظر في التغييرات القياسية في طاقة جيبس الحرة المرتبطة بالتحولات الكهروكيميائية التي تحدث في الخلية. يمكن إعطاء تفاعل الاختزال للخلية الكهروكيميائية على النحو التالي:

Ox + z e^{-⟶ أحمر}

في الديناميكا الحرارية ، التغيير الفعلي للطاقة الحرة للتفاعل هو

E=E_تخفيض- E_أكسدة

يمكننا ربط طاقة جيبس الحرة (ΔG) بـ E (فرق الجهد) على النحو التالي:

ΔG=-nFE

حيث n هو عدد الإلكترونات المنقولة بين الأنواع الكيميائية عندما يتقدم التفاعل ، F هو ثابت فاراداي. إذا أخذنا في الاعتبار الشروط القياسية ، تكون المعادلة كما يلي:

ΔG⁰=-nFE⁰

يمكننا ربط طاقة جيبس الحرة للظروف غير القياسية بطاقة جيبس للظروف القياسية عبر المعادلة التالية.

ΔG=ΔG^{0+ RTlnQ}

بعد ذلك ، يمكننا استبدال المعادلات أعلاه في هذه المعادلة القياسية للحصول على معادلة نرنست على النحو التالي:

-nFE=-nFE^{0+ RTlnQ}

ثم تكون معادلة نيرنست كالتالي:

E=E^{0- (RTlnQ / nF)}

ما هي إمكانات زيتا؟

جهد زيتا هو الجهد الكهربي للتشتت الغرواني. يأتي هذا المصطلح من الحرف اليوناني "زيتا". بشكل عام ، نطلق على هذا الكمون الكهربي من زيتا. بمعنى آخر ، جهد زيتا هو فرق الجهد بين وسط التشتت والطبقة الثابتة للسائل المرتبط بالجسيم المشتت للتشتت الغرواني. هذا يعني أن مصطلح زيتا يعطينا إشارة إلى الشحنة الموجودة على سطح الجسيم. يمكننا التعرف على نوعين من إمكانات زيتا: إمكانات زيتا الإيجابية والسلبية. علاوة على ذلك ، هذه الإمكانية هي ما نقيسه على أنه سرعة الجسيمات في تيار مستمر. المجال الكهربائي.

الشكل 01: جسيم في تعليق غرواني

من بين النوعين ، يشير جهد الزيت الموجب إلى أن الجسيمات المشتتة في المعلق الذي نقيس فيه إمكانات زيتا لها شحنة موجبة. علاوة على ذلك ، عندما نفكر في القيم ، لا يوجد فرق كبير بين جهد زيتا الموجب والسالب.

من ناحية أخرى ، تشير إمكانات زيتا السالبة إلى أن الجسيمات المشتتة في التعليق الذي نقيس فيه إمكانات زيتا لها شحنة سالبة ؛ وبالتالي فإن شحنة الجسيمات المشتتة سالبة.

ما هو الفرق بين Nernst Potential و Zeta Potential؟

تُستخدم إمكانات نرنست وإمكانات زيتا في الكيمياء الفيزيائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين إمكانات Nernst وإمكانات زيتا في أن إمكانات Nernst تُعطى لخلية بيولوجية أو خلية كهروكيميائية بينما تُعطى جهد زيتا للتشتت الغرواني.

يظهر الرسم البياني أدناه المزيد من الاختلافات بين إمكانات نيرنست وإمكانات زيتا.

ملخص - Nernst Potential vs Zeta Potential

تُستخدم مصطلحات جهد نيرنست وإمكانات زيتا في الكيمياء الفيزيائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين إمكانات Nernst وإمكانات زيتا في أن إمكانات Nernst تُعطى لخلية بيولوجية أو خلية كهروكيميائية بينما تُعطى جهد زيتا للتشتت الغرواني.