Nernstova rovnice

Z WikiSkript

Heslo

Nernstova rovnice slouží k výpočtu elektrochemického rovnovážného potenciálu E libovolného iontu X.

[math] E_X = \frac{R \cdot T}{n \cdot F} \cdot \ln \frac{[\mathrm{X}]_e}{[\mathrm{X}]_i}[/math]

EX = elektrochemický rovnovážný potenciál iontu X (V)
R = univerzální plynová konstanta [8,314 472 J/(mol·K)]
T = absolutní teplota v K (tělesná teplota 37 °C = 310,15 K)
n = mocenství iontu (např. + 1 pro K+ a Na+, +2 pro Ca2+, −1 pro Cl apod.)
F = Faradayova konstanta (96 485,339 9 C/mol)
ln = přirozený logaritmus
[X]e = extracelulární koncentrace iontu X
[X]i = intracelulární koncentrace iontu X


Výše uvedený tvar rovnice lze za určitých podmínek výrazně zjednodušit. Při tělesné teplotě 310 K (tj. 37 °C) je člen RT/F roven číslu 0,0267. Převedeme-li přirozený logaritmus na dekadický (ln x = 2,3 · log10 x), vynásobíme rovnici 1000 (převedení z V na mV), platí

100 · RT / F · 2,3 · log x = 1000 · 0,0267 · 2,3 · log x = 61 · log x .

Dostáváme tedy

[math] E_X = \frac{61}{n} \cdot \log \frac{[\mathrm{X}]_e}{[\mathrm{X}]_i}[/math]


EX = elektrochemický rovnovážný potenciál iontu X (mV)
n = mocenství iontu (např. + 1 pro K+ a Na+, +2 pro Ca2+, −1 pro Cl apod.)
[X]e = extracelulární koncentrace iontu X
[X]i = intracelulární koncentrace iontu X

Hodnoty extracelulární a intracelulární koncentrace elektrochemického rovnovážného potenciálu některých iontů jsou uvedeny v následující tabulce:

Xe (mmol/l) Xi (mmol/l) EX (mV)
Na+ 145 15 +60
K+ 4 150 −96
Ca2+ 2,5 10−4 +134
Cl 100 5 −79
[X]e = extracelulární koncentrace iontu X
[X]i = intracelulární koncentrace iontu X
EX = elektrochemický rovnovážný potenciál iontu X (mV)

Rovnici formuloval německý chemik Walther Hermann Nernst, který v roce 1920 obdržel Nobelovu cenu za objevy v oblastí fyzikální chemie.

Odkazy

Související články

Externí odkazy

Zdroj

ŠVÍGLEROVÁ, Jitka. Nernstova rovnice [online]. Poslední revize 18. 2. 2009, [cit. 12.11.2010]. <https://web.archive.org/web/20160416213953/http://wiki.lfp-studium.cz/index.php/Nernstova_rovnice>.