משוואת נרנסט

באלקטרוכימיה, משוואת נרנסט מגדירה את פוטנציאל האלקטרודה $ \ E $ ביחס לפוטנציאל האלקטרודה התקני $ \ 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 ולטר נרנסט אשר ניסח אותה לראשונה.

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

• $ \ R $ הוא קבוע הגזים וערכו $ 8.314510_{\frac {J}{mol\cdot K}} $
• $ \ T $ היא הטמפרטורה, בקלווין.
• $ \ a $ היא האקטיביות הכימית בצד המחוזר והמחומצן, בהתאמה.
• $ \ F $ הוא קבוע פאראדיי וערכו $ 96,484_{\frac {Coloumb}{mol}} $
• $ \ n $ הוא מספר מולי האלקטרונים אשר עוברים בחצי התגובה.

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

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

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

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

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