Nøgleforskellen mellem Nernst-potentiale og Zeta-potentiale er, at Nernst-potentialet er givet for en biologisk celle eller en elektrokemisk celle, mens zeta-potentialet er givet for en kolloid dispersion.
Nernst-potentiale og zeta-potentiale er udtryk i fysisk kemi, der beskriver den potentielle forskel mellem noget, f.eks. cellemembranen, den elektrokemiske celle, membranen af en dispergeret partikel i et dispersionsmedium osv.
Hvad er Nernst-potentiale?
Nernst-potentiale eller reverseringspotentiale er potentialet over en cellemembran, der modsætter sig nettodiffusionen af en bestemt ion gennem membranen. Derfor har dette udtryk anvendelser inden for biokemi. Vi kan bestemme Nernst-potentialet ved forholdet mellem koncentrationerne af den specifikke ion (som forsøger at passere gennem cellemembranen) inde i cellen og uden for cellen. Dette udtryk bruges dog også i elektrokemi, hvad angår elektrokemiske celler. Ligningen, som bruges til at bestemme Nernst-potentialet, kaldes Nernst-ligningen.
Nernst-ligningen kan beskrives som et matematisk udtryk, der giver sammenhængen mellem reduktionspotentiale og standardreduktionspotentialet for en elektrokemisk celle. Denne ligning blev opkaldt efter videnskabsmanden W alther Nernst. Desuden blev denne ligning udviklet ved hjælp af de andre faktorer, der påvirker elektrokemiske oxidations- og reduktionsreaktioner, såsom temperatur og kemisk aktivitet af kemiske arter, der gennemgår oxidation og reduktion.
For at opnå Nernst-ligningen skal vi overveje standardændringerne i Gibbs frie energi, der er forbundet med elektrokemiske transformationer, der forekommer i cellen. Reduktionsreaktionen af en elektrokemisk celle kan gives som følger:
Ox + z e– ⟶ Rød
I termodynamik er den faktiske frie energiændring af reaktionen
E=Ereduktion – Eoxidation
Vi kan relatere Gibbs frie energi(ΔG) til E (potentialforskel) som følger:
ΔG=-nFE
Hvor n er antallet af elektroner, der overføres mellem kemiske arter, når reaktionen skrider frem, F er Faraday-konstanten. Hvis vi betragter standardbetingelserne, så er ligningen som følger:
ΔG0=-nFE0
Vi kan relatere Gibbs frie energi fra ikke-standardtilstande med Gibbs-energien for standardbetingelser via følgende ligning.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Derefter kan vi erstatte ovenstående ligninger i denne standardligning for at få Nernst-ligningen som følger:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Så er Nernst-ligningen som følger:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Hvad er Zeta-potentiale?
Zeta-potentiale er det elektrokinetiske potentiale for en kolloid dispersion. Dette udtryk kommer fra det græske bogstav "zeta". Generelt kalder vi dette elektrokinetiske potentiale for zeta-potentiale. Med andre ord er zeta-potentialet potentialforskellen mellem dispersionsmediet og det stationære lag af væsken, der er knyttet til den dispergerede partikel af den kolloide dispersion. Det betyder, at udtrykket zeta-potentiale giver os en indikation af ladningen, der er til stede på partikeloverfladen. Vi kan genkende to typer zeta-potentiale: positivt og negativt zeta-potentiale. Yderligere er dette potentiale, hvad vi måler som hastigheden af partiklerne i en jævnstrøm. elektrisk felt.
Figur 01: En partikel i en kolloid suspension
Blandt de to typer indikerer det positive zeta-potentiale, at de dispergerede partikler i suspensionen, hvori vi måler zeta-potentialet, har en positiv ladning. Desuden, når vi overvejer værdierne, er der ingen signifikant forskel mellem positivt og negativt zeta-potentiale.
På den anden side indikerer negativt zeta-potentiale, at de dispergerede partikler i suspensionen, hvori vi måler zeta-potentialet, har en negativ ladning; ladningen af de dispergerede partikler er således negativ.
Hvad er forskellen mellem Nernst Potential og Zeta Potential?
Nernst-potentiale og zeta-potentiale bruges i fysisk kemi. Den vigtigste forskel mellem Nernst-potentiale og Zeta-potentiale er, at Nernst-potentialet er givet for en biologisk celle eller en elektrokemisk celle, hvorimod zeta-potentialet er givet for en kolloid dispersion.
Infografikken nedenfor viser flere forskelle mellem Nernst-potentiale og Zeta-potentiale.
Opsummering – Nernst Potential vs Zeta Potential
Begreberne Nernst-potentiale og zeta-potentiale bruges i fysisk kemi. Den vigtigste forskel mellem Nernst-potentiale og Zeta-potentiale er, at Nernst-potentialet er givet for en biologisk celle eller en elektrokemisk celle, hvorimod zeta-potentialet er givet for en kolloid dispersion.
