विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के साथ-साथ महत्वपूर्ण जीवन प्रक्रियाओं जैसे तंत्रिका चालन और झिल्ली क्षमता के लिए, Nernst Equation की बहुत उपयोगिता है। इस लेख में हम नर्नस्ट समीकरण क्या है और नर्नस्ट समीकरण के उपयोग क्या है जानेंगे।
नर्नस्ट समीकरण क्या है
नर्नस्ट समीकरण एक वैज्ञानिक समीकरण है जिसका उपयोग विद्युत रासायनिक सेल की कमी क्षमता या वोल्टेज को खोजने के लिए किया जाता है। यह सेल फिजियोलॉजी और न्यूरोबायोलॉजी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका नाम वाल्थर नर्नस्ट (Walther Nernst) के नाम पर रखा गया है। वह एक जर्मन रसायनज्ञ थे जिन्होंने इस समीकरण को बनाया था। इस समीकरण का उपयोग यह जांचने के लिए किया जा सकता है कि शक्तिशाली विद्युत सेल के निर्माण के लिए रसायनों का कौन सा संयोजन उपयुक्त होगा।
नर्नस्ट समीकरण एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल की सेल क्षमता, मानक सेल क्षमता, तापमान और प्रतिक्रिया भागफल के बीच संबंध प्रदान करता है। गैर-मानक परिस्थितियों में भी, इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं की सेल क्षमता को नर्नस्ट समीकरण की मदद से निर्धारित किया जा सकता है।
नर्नस्ट समीकरण के उपयोग
नर्नस्ट समीकरण का उपयोग अक्सर किसी दिए गए तापमान, दबाव और अभिकारक एकाग्रता पर विद्युत रासायनिक सेल की सेल क्षमता की गणना के लिए किया जाता है। समीकरण को वाल्थर हरमन नर्नस्ट नामक एक जर्मन रसायनज्ञ द्वारा पेश किया गया था।
इलेक्ट्रोकेमिकल सेल और इसलिए नर्नस्ट समीकरण व्यापक रूप से समाधान पीएच, घुलनशीलता उत्पाद, निरंतर संतुलन, और अन्य थर्मोडायनामिक गुणों, पोटेंशियोमेट्रिक अनुमापन और सेल झिल्ली आराम क्षमता की गणना में उपयोग किया जाता है।
नर्नस्ट समीकरण इलेक्ट्रोड की क्षमता और मानक इलेक्ट्रोड की क्षमता के बीच संबंध को उधार देता है। इसका उपयोग गिब्स से मुक्त ऊर्जा की गणना करने और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की सहजता की भविष्यवाणी करने के लिए भी किया जाता है।
Expression
नर्नस्ट समीकरण:
Ecell = विद्युत रासायनिक सेल की कमी क्षमता या वोल्टेज।
E = सेल की मानक क्षमता। यह मानक स्थितियों (तापमान = 298 केल्विन, दबाव = 1 बार) के तहत सेल या वोल्टेज की कमी की क्षमता है।
R = गैस स्थिरांक (Gas constant)। यह ऊष्मप्रवैगिकी में उपयोग किया जाने वाला एक महत्वपूर्ण स्थिरांक है। इसका मान 8.314 J.K-1.mol-1 है।
T = केल्विन में विद्युत रासायनिक सेल का तापमान।
z = अपचयन के समय स्थानान्तरित इलेक्ट्रॉनों के मोलों की संख्या।
F = फैराडे स्थिरांक। यह 1 मोल इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किए गए आवेश के बराबर है। फैराडे स्थिरांक = 96,485.3329 s एम्पीयर/मोल।
Q = रासायनिक प्रतिक्रिया का प्रतिक्रिया भागफल जो कोशिका को चला रहा है।
