La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial zeta és que el potencial de Nernst es dóna per a una cèl·lula biològica o electroquímica, mentre que el potencial zeta es dóna per a una dispersió col·loïdal.
El potencial de Nernst i el potencial zeta són termes de química física que descriuen la diferència de potencial entre alguna cosa, p. la membrana cel·lular, la cèl·lula electroquímica, la membrana d'una partícula dispersa en un medi de dispersió, etc.
Què és el potencial de Nernst?
El potencial de Nernst o potencial d'inversió és el potencial a través d'una membrana cel·lular que s'oposa a la difusió neta d'un ió particular a través de la membrana. Per tant, aquest terme té aplicacions en bioquímica. Podem determinar el potencial de Nernst per la relació de les concentracions d'aquest ió específic (que intenta passar a través de la membrana cel·lular) dins de la cèl·lula i fora de la cèl·lula. Tanmateix, aquest terme també s'utilitza en electroquímica, pel que fa a les cèl·lules electroquímiques. L'equació que s'utilitza per determinar el potencial de Nernst s'anomena equació de Nernst.
L'equació de Nernst es pot descriure com una expressió matemàtica que dóna la relació entre el potencial de reducció i el potencial de reducció estàndard d'una cèl·lula electroquímica. Aquesta equació va rebre el nom del científic W alther Nernst. A més, aquesta equació es va desenvolupar utilitzant els altres factors que afecten les reaccions d'oxidació i reducció electroquímiques, com ara la temperatura i l'activitat química d'espècies químiques que pateixen oxidació i reducció.
Per obtenir l'equació de Nernst, hem de considerar els canvis estàndard en l'energia lliure de Gibbs que s'associen a les transformacions electroquímiques que es produeixen a la cèl·lula. La reacció de reducció d'una pila electroquímica es pot donar de la següent manera:
Ox + z e– ⟶ Vermell
En termodinàmica, el canvi d'energia lliure real de la reacció és
E=Ereducció – Eoxidació
Podem relacionar l'energia lliure de Gibbs (ΔG) amb la E (diferència de potencial) de la següent manera:
ΔG=-nFE
On n és el nombre d'electrons transferits entre espècies químiques quan la reacció avança, F és la constant de Faraday. Si considerem les condicions estàndard, aleshores l'equació és la següent:
ΔG0=-nFE0
Podem relacionar l'energia lliure de Gibbs de condicions no estàndard amb l'energia de Gibbs de condicions estàndard mitjançant l'equació següent.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
A continuació, podem substituir les equacions anteriors en aquesta equació estàndard per obtenir l'equació de Nernst de la següent manera:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Llavors, l'equació de Nernst és la següent:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Què és el potencial Zeta?
El potencial zeta és el potencial electrocinètic d'una dispersió col·loïdal. Aquest terme prové de la lletra grega "zeta". En general, anomenem aquest potencial electrocinètic potencial zeta. En altres paraules, el potencial zeta és la diferència de potencial entre el medi de dispersió i la capa estacionària del fluid unit a la partícula dispersa de la dispersió col·loïdal. Això vol dir que el terme potencial zeta ens dóna una indicació de la càrrega que hi ha a la superfície de la partícula. Podem reconèixer dos tipus de potencial zeta: potencial zeta positiu i negatiu. A més, aquest potencial és el que mesurem com a velocitat de les partícules en un corrent continu. camp elèctric.
Figura 01: una partícula en una suspensió col·loïdal
Entre els dos tipus, el potencial zeta positiu indica que les partícules disperses a la suspensió en què mesurem el potencial zeta tenen una càrrega positiva. A més, quan estem considerant els valors, no hi ha cap diferència significativa entre el potencial zeta positiu i negatiu.
D' altra banda, el potencial zeta negatiu indica que les partícules disperses a la suspensió en què mesurem el potencial zeta tenen càrrega negativa; per tant, la càrrega de les partícules disperses és negativa.
Quina diferència hi ha entre el potencial de Nernst i el potencial zeta?
El potencial de Nernst i el potencial zeta s'utilitzen en química física. La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial zeta és que el potencial de Nernst es dóna per a una cèl·lula biològica o electroquímica, mentre que el potencial zeta es dóna per a una dispersió col·loïdal.
La infografia següent mostra més diferències entre el potencial de Nernst i el potencial de Zeta.
Resum - Potencial de Nernst vs Potencial Zeta
Els termes potencial de Nernst i potencial zeta s'utilitzen en química física. La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial zeta és que el potencial de Nernst es dóna per a una cèl·lula biològica o electroquímica, mentre que el potencial zeta es dóna per a una dispersió col·loïdal.
