משוואת נרנסט

באלקטרוכימיה, משוואת נרנסט מגדירה את פוטנציאל האלקטרודה ${\displaystyle \ E}$ ביחס לפוטנציאל האלקטרודה התקני ${\displaystyle \ E_{0}$ של זוג האלקטרודות או של חצאי התא של תא אלקטרוכימי. בפיזיולוגיה משמשת משוואת נרנסט למציאת הפוטנציאל החשמלי של קרום התא ביחס ליון אחד. המשוואה קרויה על שם הכימאי הגרמני-פולני חתן פרס נובל לכימיה ולטר נרנסט אשר ניסח אותה לראשונה.

${\displaystyle E=E^{0}-{\frac {RT}{nF}\ln {\frac {a_{\mbox{red}{a_{\mbox{ox}$

• ${\displaystyle \ R}$ הוא קבוע הגזים וערכו ${\displaystyle 8.314510_{\frac {J}{mol\cdot K}$
• ${\displaystyle \ T}$ היא הטמפרטורה, בקלווין.
• ${\displaystyle \ a}$ היא האקטיביות הכימית בצד המחוזר והמחומצן, בהתאמה.
• ${\displaystyle \ F}$ הוא קבוע פאראדיי וערכו ${\displaystyle 96,485_{\frac {Coloumb}{mol}$
• ${\displaystyle \ n}$ הוא מספר מולי האלקטרונים אשר עוברים בחצי התגובה.

מכיוון שבמקרים רבים התגובה מתרחשת בטמפרטורת החדר, ניתן לקצר ולהציב את הערכים של ${\displaystyle \ R}$ ו-${\displaystyle \ T}$ בטמפרטורת החדר, להחליף את הלוגריתם הטבעי בלוגריתם לפי בסיס 10, ולקבל:

${\displaystyle E=E^{0}-{\frac {0.0592}{n}\log {\frac {[{\mbox{red}]}{[{\mbox{ox}]}$

• ${\displaystyle [{\mbox{red}]}$ הוא ריכוז המחזר.
• ${\displaystyle [{\mbox{ox}]}$ הוא ריכוז המחמצן.

לפוטנציאל בקרום התא ביחס ליון חיובי אחד (עבור יון שלילי יש לשנות את הסימן לפני הלוגריתם ל(-) (שלילי)

${\displaystyle E=E^{0}+{\frac {0.0592}{n}\log {\frac {[{\mbox{ion out of cell}]}{[{\mbox{ion inside cell}]}$

• משוואת גולדמן - חישוב מתח קרום תא עם חדירות למספר יונים, שזהו המצב הטבעי בגוף

תאים אלקטרוכימיים
מרכיבי התא האלקטרוכימי	אלקטרודות (אנודה, קתודה) • אלקטרוליט • ממברנה (לא תמיד) • גשר מלח (לא תמיד)
סוללות חשמליות
סוג	שוקת • תרמו-גלווני • ריכוז • זרימה משפחות חשובות מתכת-אוויר • מתכת-יון (אינטרקולציה) • מלח-מותך תאים ראשוניים (לא נטענים) אבץ-פחמן • אבץ-אוויר • אלומיניום-אוויר • תא דניאל • ליתיום • כספית • כסף חמצני • אלקליין תאים שניוניים (נטענים) עופרת-חומצה • ליתיום-אוויר • ליתיום-גופרית • נתרן-גופרית • נתרן-יון • אשלגן-יון • אלומיניום-יון • ניקל-קדמיום • ניקל-ברזל • ניקל-אבץ • כסף-אבץ • כסף-קדמיום • יוני ליתיום • ניקל מתכת-הידריד • ונדיום • אבץ-ברום • אבץ-צריום
תאי דלק
סוג	תא דלק
תאים אלקטרוליטיים
סוג	תא אלקטרוליטי • תא ציפוי • קורוזיה
מונחים נוספים
כללי	אלקטרוכימיה • חמצון חיזור • השכבה החשמלית הכפולה • פוטנציאל אלקטרודה תקני • טבלת פוטנציאלי חיזור תקניים • כוח אלקטרו מניע • אלקטרוליזה • משוואת נרנסט • קבוע קולון • קבוע פאראדיי • עכבה חשמלית • שיטות הגנה מפני שיתוך (הגנה קתודית, גלוון, אלגון) • מערכת ניהול סוללות
אפיון של תאים	קיבול של תא • צפיפות אנרגיה (משקלית, נפחית) • צפיפות הספק (משקלית, נפחית) • מחזורי טעינה-פריקה • פריקה עצמית
מערכות מדידה אלקטרוכימיות	מדידות עכבה חשמלית • וולטמטריה ציקלית • טיטור פוטנציומטרי • תא שלוש אלקטרודות • אלקטרודת מימן תקנית • אלקטרודת ייחוס • אלקטרודת בחינה • אלקטרודת זכוכית
פורטל כימיה