नेर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण के बीच मुख्य अंतर यह है कि नर्नस्ट समीकरण कमी क्षमता और मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के बीच संबंध का वर्णन करता है, जबकि गोल्डमैन समीकरण नेर्नस्ट समीकरण का व्युत्पन्न है और एक सेल झिल्ली में उत्क्रमण क्षमता का वर्णन करता है।
इलेक्ट्रोकेमिकल सेल एक विद्युत उपकरण है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके बिजली उत्पन्न कर सकता है। या फिर हम बिजली से आवश्यक ऊर्जा प्रदान करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सहायता के लिए इन उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं। एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल की कमी क्षमता सेल की बिजली पैदा करने की क्षमता को निर्धारित करती है।
नर्नस्ट समीकरण क्या है?
नर्नस्ट समीकरण एक गणितीय व्यंजक है जो विद्युत रासायनिक सेल की कमी क्षमता और मानक कमी क्षमता के बीच संबंध देता है। समीकरण का नाम वैज्ञानिक वाल्थर नर्नस्ट के नाम पर रखा गया है। और, इसे 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 करते समय, 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 के अनुसार, प्रतिक्रिया का वास्तविक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन है, ई=ईकमी – ईऑक्सीकरण
हालांकि, गिब्स मुक्त ऊर्जा(ΔG) ई (संभावित अंतर) से संबंधित है:
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
हालांकि, हम फैराडे स्थिरांक और R (सार्वभौमिक गैस स्थिरांक) के मानों का उपयोग करके उपरोक्त समीकरण को फिर से लिख सकते हैं।
ई=ई0 - (0.0592VlnQ/n)
गोल्डमैन समीकरण क्या है?
गोल्डमैन समीकरण सेल मेम्ब्रेन फिजियोलॉजी में एक सेल मेम्ब्रेन में रिवर्स पोटेंशिअल को निर्धारित करने में उपयोगी है। इस समीकरण का नाम वैज्ञानिक डेविड ई. गोल्डमैन के नाम पर रखा गया था, जिन्होंने इस समीकरण को विकसित किया था। और, यह नर्नस्ट समीकरण से लिया गया था। गोल्डमैन समीकरण इस रिवर्स क्षमता को निर्धारित करते समय कोशिका झिल्ली में आयनों के असमान वितरण और झिल्ली पारगम्यता में अंतर को ध्यान में रखता है। समीकरण इस प्रकार है:
कहां
- Em कोशिका झिल्ली में संभावित अंतर है,
- R सार्वत्रिक गैस नियतांक है,
- T थर्मोडायनामिक तापमान है,
- Z रासायनिक प्रजातियों के बीच स्थानांतरित होने वाले इलेक्ट्रॉनों के मोल की संख्या है,
- F फैराडे स्थिरांक है,
- PA या B झिल्ली की A या B आयन की ओर पारगम्यता है, और
- [A or B]i कोशिका झिल्ली के अंदर A या B आयन की सांद्रता है।
नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण में क्या अंतर है?
नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण गणितीय व्यंजक हैं जिनका उपयोग विद्युत रासायनिक कोशिकाओं की क्षमता के मापन के रूप में किया जा सकता है। नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि नर्नस्ट समीकरण कमी क्षमता और मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के बीच संबंध का वर्णन करता है, जबकि गोल्डमैन समीकरण नर्नस्ट समीकरण का व्युत्पन्न है और एक सेल झिल्ली में उत्क्रमण क्षमता का वर्णन करता है।
नीचे दिया गया इन्फोग्राफिक नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण के बीच अंतर को सारांशित करता है।
सारांश - नर्नस्ट समीकरण बनाम गोल्डमैन समीकरण
नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण गणितीय व्यंजक हैं जिनका उपयोग विद्युत रासायनिक कोशिकाओं की क्षमता के मापन के रूप में किया जा सकता है। नर्नस्ट समीकरण और गोल्डमैन समीकरण के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि नर्नस्ट समीकरण कमी क्षमता और मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के बीच संबंध का वर्णन करता है, लेकिन गोल्डमैन समीकरण नर्नस्ट समीकरण का व्युत्पन्न है और एक सेल झिल्ली में उत्क्रमण क्षमता का वर्णन करता है।
