Der Hauptunterschied zwischen dem Nernst-Potential und dem Zeta-Potential besteht darin, dass das Nernst-Potential für eine biologische Zelle oder eine elektrochemische Zelle angegeben wird, während das Zeta-Potential für eine kolloidale Dispersion angegeben wird.
Nernstpotential und Zetapotential sind Begriffe aus der physikalischen Chemie, die den Potentialunterschied zwischen etwas beschreiben, z. B. Zellmembran, elektrochemische Zelle, Membran eines dispergierten Teilchens in einem Dispersionsmedium usw.
Was ist das Nernstpotential?
Nernstpotential oder Umkehrpotential ist das Potential über einer Zellmembran, das der Nettodiffusion eines bestimmten Ions durch die Membran entgegenwirkt. Daher hat dieser Begriff Anwendungen in der Biochemie. Wir können das Nernst-Potential durch das Verhältnis der Konzentrationen dieses spezifischen Ions (das versucht, die Zellmembran zu passieren) innerhalb der Zelle und außerhalb der Zelle bestimmen. Dieser Begriff wird jedoch auch in der Elektrochemie in Bezug auf elektrochemische Zellen verwendet. Die Gleichung, die zur Bestimmung des Nernst-Potentials verwendet wird, heißt Nernst-Gleichung.
Nernst-Gleichung kann als mathematischer Ausdruck beschrieben werden, der die Beziehung zwischen dem Reduktionspotential und dem Standard-Reduktionspotential einer elektrochemischen Zelle angibt. Diese Gleichung wurde nach dem Wissenschaftler W alther Nernst benannt. Darüber hinaus wurde diese Gleichung unter Verwendung der anderen Faktoren entwickelt, die elektrochemische Oxidations- und Reduktionsreaktionen beeinflussen, wie z. B. Temperatur und chemische Aktivität chemischer Spezies, die einer Oxidation und Reduktion unterliegen.
Um die Nernst-Gleichung zu erh alten, müssen wir die Standardänderungen der freien Energie von Gibbs berücksichtigen, die mit elektrochemischen Umwandlungen verbunden sind, die in der Zelle stattfinden. Die Reduktionsreaktion einer elektrochemischen Zelle kann wie folgt angegeben werden:
Ox + z e– ⟶ Rot
In der Thermodynamik ist die tatsächliche Änderung der freien Energie der Reaktion
E=EReduktion – EOxidation
Wir können die freie Gibbs-Energie (ΔG) wie folgt mit E (Potentialdifferenz) in Beziehung setzen:
ΔG=-nFE
Wobei n die Anzahl der Elektronen ist, die zwischen chemischen Spezies übertragen werden, wenn die Reaktion fortschreitet, F die Faraday-Konstante ist. Betrachten wir die Standardbedingungen, dann lautet die Gleichung:
ΔG0=-nFE0
Wir können die freie Gibbs-Energie von Nicht-Standardbedingungen mit der Gibbs-Energie von Standardbedingungen über die folgende Gleichung in Beziehung setzen.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Dann können wir die obigen Gleichungen in diese Standardgleichung einsetzen, um die Nernst-Gleichung wie folgt zu erh alten:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Dann lautet die Nernst-Gleichung wie folgt:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Was ist Zetapotential?
Zetapotential ist das elektrokinetische Potential einer kolloidalen Dispersion. Dieser Begriff leitet sich vom griechischen Buchstaben „zeta“ab. Allgemein nennen wir dieses elektrokinetische Potential Zetapotential. Mit anderen Worten, das Zeta-Potential ist die Potentialdifferenz zwischen dem Dispersionsmedium und der stationären Schicht der Flüssigkeit, die an dem dispergierten Teilchen der kolloidalen Dispersion haftet. Das heißt, der Begriff Zetapotential gibt uns einen Hinweis auf die Ladung, die auf der Partikeloberfläche vorhanden ist. Wir können zwei Arten von Zetapotential erkennen: positives und negatives Zetapotential. Außerdem ist dieses Potential das, was wir als Geschwindigkeit der Teilchen in einem Gleichstrom messen. elektrisches Feld.
Abbildung 01: Ein Partikel in einer kolloidalen Suspension
Unter den beiden Typen zeigt das positive Zeta-Potential an, dass die dispergierten Partikel in der Suspension, in der wir das Zeta-Potential messen, eine positive Ladung haben. Außerdem gibt es bei Betrachtung der Werte keinen signifikanten Unterschied zwischen positivem und negativem Zetapotential.
Andererseits zeigt ein negatives Zeta-Potential an, dass die dispergierten Partikel in der Suspension, in der wir das Zeta-Potential messen, eine negative Ladung haben; somit ist die Ladung der dispergierten Teilchen negativ.
Was ist der Unterschied zwischen Nernstpotential und Zetapotential?
Nernstpotential und Zetapotential werden in der physikalischen Chemie verwendet. Der Hauptunterschied zwischen Nernst-Potential und Zeta-Potential besteht darin, dass das Nernst-Potential für eine biologische Zelle oder eine elektrochemische Zelle angegeben wird, während das Zeta-Potential für eine kolloidale Dispersion angegeben wird.
Die folgende Infografik zeigt weitere Unterschiede zwischen dem Nernst-Potential und dem Zeta-Potential.
Zusammenfassung – Nernst-Potential vs. Zeta-Potential
Die Begriffe Nernstpotential und Zetapotential werden in der physikalischen Chemie verwendet. Der Hauptunterschied zwischen Nernst-Potential und Zeta-Potential besteht darin, dass das Nernst-Potential für eine biologische Zelle oder eine elektrochemische Zelle angegeben wird, während das Zeta-Potential für eine kolloidale Dispersion angegeben wird.
