Põhiline erinevus Nernsti potentsiaali ja Zeta potentsiaali vahel on see, et Nernsti potentsiaal on antud bioloogilise raku või elektrokeemilise raku jaoks, samas kui zeta potentsiaal on antud kolloidse dispersiooni jaoks.
Nernsti potentsiaal ja zeta potentsiaal on füüsikalise keemia terminid, mis kirjeldavad millegi potentsiaali erinevust, nt. rakumembraan, elektrokeemiline rakk, dispergeeritud osakese membraan dispersioonikeskkonnas jne.
Mis on Nernsti potentsiaal?
Nernsti potentsiaal ehk pöördumispotentsiaal on rakumembraani läbiv potentsiaal, mis on vastu konkreetse iooni netodifusioonile läbi membraani. Seetõttu on sellel terminil rakendusi biokeemias. Nernsti potentsiaali saame määrata selle konkreetse iooni (mis üritab läbida rakumembraani) kontsentratsioonide suhtega rakus ja väljaspool rakku. Seda terminit kasutatakse aga ka elektrokeemias elektrokeemiliste elementide kohta. Võrrandit, mida kasutatakse Nernsti potentsiaali määramiseks, nimetatakse Nernsti võrrandiks.
Nernsti võrrandit saab kirjeldada kui matemaatilist avaldist, mis annab seose redutseerimispotentsiaali ja elektrokeemilise raku standardse redutseerimispotentsiaali vahel. See võrrand sai nime teadlase W alther Nernsti järgi. Peale selle töötati välja see võrrand, kasutades muid elektrokeemilisi oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioone mõjutavaid tegureid, nagu temperatuur ja oksüdatsiooni ja redutseerimise läbivate keemiliste liikide keemiline aktiivsus.
Nernsti võrrandi saamiseks peame arvestama standardsete muutustega Gibbsi vabas energias, mis on seotud rakus toimuvate elektrokeemiliste transformatsioonidega. Elektrokeemilise raku redutseerimisreaktsiooni saab esitada järgmiselt:
Ox + z e– ⟶ Punane
Termodünaamikas on reaktsiooni tegelik vabaenergia muutus
E=Ereduktsioon – Eoksüdatsioon
Saame seostada Gibbsi vaba energia (ΔG) E-ga (potentsiaalne erinevus) järgmiselt:
ΔG=-nFE
Kus n on reaktsiooni edenedes keemiliste liikide vahel ülekantud elektronide arv, siis F on Faraday konstant. Kui arvestada standardtingimusi, on võrrand järgmine:
ΔG0=-nFE0
Me saame seostada mittestandardsete tingimuste Gibbsi vaba energia standardtingimuste Gibbsi energiaga järgmise võrrandi abil.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Seejärel saame asendada ül altoodud võrrandid selle standardvõrrandiga, et saada Nernsti võrrand järgmiselt:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Siis on Nernsti võrrand järgmine:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Mis on Zeta potentsiaal?
Zeta potentsiaal on kolloidse dispersiooni elektrokineetiline potentsiaal. See mõiste pärineb kreeka tähest "zeta". Üldiselt nimetame seda elektrokineetilist potentsiaali zeta potentsiaaliks. Teisisõnu, zeta potentsiaal on potentsiaalide erinevus dispersioonikeskkonna ja kolloidse dispersiooni hajutatud osakese külge kinnitatud vedeliku statsionaarse kihi vahel. See tähendab, et termin zeta potentsiaal annab meile ülevaate osakese pinnal olevast laengust. Me võime ära tunda kahte tüüpi zeta potentsiaali: positiivset ja negatiivset zeta potentsiaali. Lisaks on see potentsiaal see, mida me mõõdame osakeste kiirusena alalisvoolus. elektriväli.
Joonis 01: Osake kolloidses suspensioonis
Kahe tüübi hulgas näitab positiivne zeta potentsiaal, et suspensioonis, milles me mõõdame zeta potentsiaali, on dispergeeritud osakestel positiivne laeng. Veelgi enam, kui me väärtusi arvestame, ei ole positiivse ja negatiivse zeta potentsiaali vahel olulist erinevust.
Teisest küljest näitab negatiivne zeta potentsiaal, et suspensioonis, milles me mõõdame zeta potentsiaali, on dispergeeritud osakestel negatiivne laeng; seega on hajutatud osakeste laeng negatiivne.
Mis vahe on Nernsti potentsiaalil ja Zeta potentsiaalil?
Füüsikalises keemias kasutatakse Nernsti potentsiaali ja zeta potentsiaali. Peamine erinevus Nernsti potentsiaali ja Zeta potentsiaali vahel on see, et Nernsti potentsiaal on antud bioloogilise raku või elektrokeemilise raku jaoks, samas kui zeta potentsiaal on antud kolloidse dispersiooni jaoks.
All infograafikul on rohkem erinevusi Nernsti potentsiaali ja Zeta potentsiaali vahel.
Kokkuvõte – Nernsti potentsiaal vs Zeta potentsiaal
Füüsikalises keemias kasutatakse termineid Nernsti potentsiaal ja zeta potentsiaal. Peamine erinevus Nernsti potentsiaali ja Zeta potentsiaali vahel on see, et Nernsti potentsiaal on antud bioloogilise raku või elektrokeemilise raku jaoks, samas kui zeta potentsiaal on antud kolloidse dispersiooni jaoks.
