Nernst-Planck-Gleichung

Die Nernst-Planck-Gleichung, nach den Physikern Walther Nernst und Max Planck, beschreibt die Bewegung von Ionen unter Berücksichtigung des elektrischen Feldes.

Formal lautet die Gleichung für den Ionenstrom J {\displaystyle \mathbf {J} } :

J = D (   c c z e k T E ) {\displaystyle \mathbf {J} =-D\left(\nabla \ c-{\frac {cze}{kT}}\mathbf {E} \right)}

mit

  • dem Diffusionskoeffizienten D {\displaystyle D}
  • dem Nabla-Operator {\displaystyle \nabla }
  • der Konzentration c {\displaystyle c}
  • der Valenz z {\displaystyle z}
  • der äußeren elektrischen Feldstärke E {\displaystyle \mathbf {E} }
  • der Boltzmann-Konstante k {\displaystyle k}
  • der absoluten Temperatur T {\displaystyle T} .

Die Nernst-Planck-Gleichung ist insbesondere für die Theorie der Elektrophorese von Bedeutung. Allgemeiner spielt sie eine große Rolle bei der Beschreibung von Nicht-Gleichgewichts-Zuständen geladener Systeme in Elektrolytlösung.

Literatur

  • Gerold Adam, Peter Läuger, Günther Stark: Physikalische Chemie und Biophysik. 5. Auflage. Springer, 2009, ISBN 978-3-642-00424-7, Kapitel 8.4: Nernst-Planck-Gleichung und Diffusionspotential.