नर्नस्ट विभव और जीटा विभव के बीच मुख्य अंतर यह है कि नर्नस्ट विभव जैविक सेल या इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के लिए दिया जाता है जबकि जीटा विभव कोलाइडल फैलाव के लिए दिया जाता है।
नर्नस्ट पोटेंशिअल और जीटा पोटेंशिअल भौतिक रसायन शास्त्र में ऐसे शब्द हैं जो किसी चीज के बीच संभावित अंतर का वर्णन करते हैं, उदा। कोशिका झिल्ली, विद्युत रासायनिक कोशिका, परिक्षेपण माध्यम में परिक्षिप्त कण की झिल्ली आदि।
नर्नस्ट पोटेंशियल क्या है?
नर्नस्ट पोटेंशिअल या रिवर्सल पोटेंशिअल एक सेल मेम्ब्रेन में वह पोटेंशियल है जो मेम्ब्रेन के जरिए किसी खास आयन के नेट डिफ्यूजन का विरोध करता है।इसलिए, इस शब्द का जैव रसायन में अनुप्रयोग है। हम सेल के अंदर और सेल के बाहर उस विशिष्ट आयन (जो कोशिका झिल्ली से गुजरने की कोशिश कर रहे हैं) की सांद्रता के अनुपात से नर्नस्ट क्षमता निर्धारित कर सकते हैं। हालांकि, इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं के संबंध में इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में भी इस शब्द का प्रयोग किया जाता है। नर्नस्ट विभव ज्ञात करने के लिए जिस समीकरण का प्रयोग किया जाता है उसे नर्नस्ट समीकरण कहते हैं।
नर्नस्ट समीकरण को एक गणितीय व्यंजक के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो विद्युत रासायनिक सेल की कमी क्षमता और मानक कमी क्षमता के बीच संबंध देता है। इस समीकरण का नाम वैज्ञानिक वाल्थर नर्नस्ट के नाम पर रखा गया था। इसके अलावा, इस समीकरण को इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों का उपयोग करके विकसित किया गया था, जैसे तापमान और रासायनिक प्रजातियों की रासायनिक गतिविधि जो ऑक्सीकरण और कमी से गुजरती हैं।
नर्नस्ट समीकरण प्राप्त करने के लिए, हमें गिब्स मुक्त ऊर्जा में मानक परिवर्तनों पर विचार करना होगा जो सेल में होने वाले विद्युत रासायनिक परिवर्तनों से जुड़े होते हैं। एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल की कमी प्रतिक्रिया निम्नानुसार दी जा सकती है:
ऑक्स + जेड ई– ⟶ लाल
ऊष्मप्रवैगिकी में, प्रतिक्रिया का वास्तविक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन है, ई=ईकमी – ईऑक्सीकरण
हम गिब्स मुक्त ऊर्जा(ΔG) को E (संभावित अंतर) से इस प्रकार जोड़ सकते हैं:
Δजी=-एनएफई
जहां n रासायनिक प्रजातियों के बीच स्थानांतरित इलेक्ट्रॉनों की संख्या है जब प्रतिक्रिया आगे बढ़ रही है, F फैराडे स्थिरांक है। यदि हम मानक शर्तों पर विचार करें, तो समीकरण इस प्रकार है:
ΔG0=-nFE0
हम निम्न समीकरण के माध्यम से गैर-मानक स्थितियों की गिब्स मुक्त ऊर्जा को मानक स्थितियों की गिब्स ऊर्जा से संबंधित कर सकते हैं।
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
फिर, हम नर्नस्ट समीकरण प्राप्त करने के लिए उपरोक्त समीकरणों को इस मानक समीकरण में प्रतिस्थापित कर सकते हैं:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
तब नर्नस्ट समीकरण इस प्रकार है:
ई=ई0 - (आरटीएलएनक्यू/एनएफ)
जीटा पोटेंशियल क्या है?
जेटा विभव एक कोलॉइडी परिक्षेपण का विद्युत गतिज विभव है। यह शब्द ग्रीक अक्षर "ज़ेटा" से आया है। आम तौर पर, हम इसे इलेक्ट्रोकेनेटिक संभावित जेटा क्षमता कहते हैं। दूसरे शब्दों में, जीटा विभव परिक्षेपण माध्यम और कोलॉइडी परिक्षेपण के परिक्षिप्त कण से जुड़े द्रव की स्थिर परत के बीच का विभवान्तर है। इसका अर्थ है कि जीटा विभव शब्द हमें उस आवेश का संकेत देता है जो कण सतह पर मौजूद है। हम दो प्रकार की जीटा क्षमता को पहचान सकते हैं: सकारात्मक और नकारात्मक जीटा क्षमता। इसके अलावा, इस क्षमता को हम एक d.c. में कणों के वेग के रूप में मापते हैं। विद्युत क्षेत्र।
चित्र 01: कोलाइडयन निलंबन में एक कण
दो प्रकारों के बीच, सकारात्मक जेट क्षमता इंगित करती है कि निलंबन में बिखरे हुए कण जिसमें हम जेट क्षमता को मापते हैं, सकारात्मक चार्ज होता है। इसके अलावा, जब हम मूल्यों पर विचार कर रहे हैं, सकारात्मक और नकारात्मक जेट क्षमता के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है।
दूसरी ओर, नकारात्मक जेट क्षमता इंगित करती है कि निलंबन में बिखरे हुए कण जिसमें हम जेट क्षमता को मापते हैं, नकारात्मक चार्ज होता है; अत: परिक्षिप्त कणों का आवेश ऋणात्मक होता है।
नर्नस्ट पोटेंशियल और जीटा पोटेंशियल में क्या अंतर है?
भौतिक रसायन में नर्नस्ट विभव और जीटा विभव का प्रयोग किया जाता है। नर्नस्ट क्षमता और जेटा क्षमता के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि नर्नस्ट क्षमता जैविक सेल या इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के लिए दी जाती है जबकि जीटा क्षमता कोलाइडल फैलाव के लिए दी जाती है।
नीचे इन्फोग्राफिक नर्नस्ट क्षमता और जेटा क्षमता के बीच अधिक अंतर दिखाता है।
सारांश – नर्नस्ट पोटेंशियल बनाम जीटा पोटेंशियल
भौतिक रसायन विज्ञान में नर्नस्ट पोटेंशियल और जीटा पोटेंशिअल शब्दों का इस्तेमाल किया जाता है। नर्नस्ट क्षमता और जेटा क्षमता के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि नर्नस्ट क्षमता जैविक सेल या इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के लिए दी जाती है जबकि जीटा क्षमता कोलाइडल फैलाव के लिए दी जाती है।
