Galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un Zeta potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir norādīts bioloģiskai šūnai vai elektroķīmiskai šūnai, savukārt zeta potenciāls ir norādīts koloidālai dispersijai.
Nernsta potenciāls un zeta potenciāls ir fizikālās ķīmijas termini, kas apraksta potenciālo atšķirību starp kaut ko, piem. šūnas membrāna, elektroķīmiskā šūna, izkliedētas daļiņas membrāna dispersijas vidē utt.
Kas ir Nernst potenciāls?
Nernsta potenciāls jeb apvērsuma potenciāls ir potenciāls cauri šūnas membrānai, kas ir pretrunā konkrēta jona neto difūzijai caur membrānu. Tāpēc šim terminam ir pielietojums bioķīmijā. Mēs varam noteikt Nernsta potenciālu pēc šī īpašā jona (kas mēģina iziet cauri šūnas membrānai) koncentrāciju attiecību šūnā un ārpus tās. Tomēr šo terminu lieto arī elektroķīmijā attiecībā uz elektroķīmiskajām šūnām. Vienādojumu, ko izmanto, lai noteiktu Nernsta potenciālu, sauc par Nernsta vienādojumu.
Nernsta vienādojumu var raksturot kā matemātisko izteiksmi, kas sniedz sakarību starp reducēšanas potenciālu un elektroķīmiskās šūnas standarta reducēšanas potenciālu. Šis vienādojums tika nosaukts zinātnieka V altera Nernsta vārdā. Turklāt šis vienādojums tika izstrādāts, izmantojot citus faktorus, kas ietekmē elektroķīmiskās oksidācijas un reducēšanas reakcijas, piemēram, temperatūru un ķīmisko vielu ķīmisko aktivitāti, kuras tiek oksidētas un reducētas.
Lai iegūtu Nernsta vienādojumu, mums ir jāņem vērā standarta izmaiņas Gibsa brīvajā enerģijā, kas ir saistīta ar elektroķīmiskām transformācijām, kas notiek šūnā. Elektroķīmiskās šūnas reducēšanas reakciju var norādīt šādi:
Ox + z e– ⟶ Sarkans
Termodinamikā faktiskā reakcijas brīvās enerģijas maiņa ir
E=Ereducēšana – Eoksidācija
Mēs varam saistīt Gibsa brīvo enerģiju (ΔG) ar E (potenciālo starpību) šādi:
ΔG=-nFE
Kur n ir elektronu skaits, kas tiek pārnesti starp ķīmiskajām sugām reakcijas gaitā, F ir Faradeja konstante. Ja ņemam vērā standarta nosacījumus, tad vienādojums ir šāds:
ΔG0=-nFE0
Mēs varam saistīt Gibsa brīvo enerģiju nestandarta apstākļos ar Gibsa enerģiju standarta apstākļos, izmantojot šādu vienādojumu.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Tad mēs varam aizstāt iepriekš minētos vienādojumus ar šo standarta vienādojumu, lai iegūtu Nernsta vienādojumu šādi:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Tad Nernsta vienādojums ir šāds:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Kas ir Zeta potenciāls?
Zeta potenciāls ir koloidālās dispersijas elektrokinētiskais potenciāls. Šis termins nāk no grieķu burta “zeta”. Parasti mēs šo elektrokinētisko potenciālu saucam par zeta potenciālu. Citiem vārdiem sakot, zeta potenciāls ir potenciālu starpība starp dispersijas vidi un šķidruma stacionāro slāni, kas pievienots koloidālās dispersijas izkliedētajai daļiņai. Tas nozīmē, ka termins zeta potenciāls norāda uz lādiņu, kas atrodas uz daļiņu virsmas. Mēs varam atpazīt divu veidu zeta potenciālu: pozitīvo un negatīvo zeta potenciālu. Turklāt šis potenciāls ir tas, ko mēs izmērām kā daļiņu ātrumu līdzstrāvas strāvā. elektriskais lauks.
Attēls 01: Daļiņa koloidālā suspensijā
Starp diviem veidiem pozitīvais zeta potenciāls norāda, ka izkliedētajām daļiņām suspensijā, kurā mēs izmērām zeta potenciālu, ir pozitīvs lādiņš. Turklāt, ņemot vērā vērtības, nav būtiskas atšķirības starp pozitīvo un negatīvo zeta potenciālu.
No otras puses, negatīvs zeta potenciāls norāda, ka izkliedētajām daļiņām suspensijā, kurā mēs izmērām zeta potenciālu, ir negatīvs lādiņš; tādējādi izkliedēto daļiņu lādiņš ir negatīvs.
Kāda ir atšķirība starp Nernst potenciālu un Zeta potenciālu?
Fizikālajā ķīmijā tiek izmantots Nernsta potenciāls un zeta potenciāls. Galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un Zeta potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir norādīts bioloģiskai šūnai vai elektroķīmiskai šūnai, savukārt zeta potenciāls ir norādīts koloidālai dispersijai.
Zemāk infografikā redzamas vairāk atšķirību starp Nernst potenciālu un Zeta potenciālu.
Kopsavilkums - Nernst potenciāls pret Zeta potenciālu
Fizikālajā ķīmijā tiek lietoti termini Nernsta potenciāls un zeta potenciāls. Galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un Zeta potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir norādīts bioloģiskai šūnai vai elektroķīmiskai šūnai, savukārt zeta potenciāls ir norādīts koloidālai dispersijai.
