মুক্ত নার্নস্ট সমীকরণ ক্যালকুলেটর - ঝিল্লি পোটেনশিয়াল গণনা করুন

আমাদের মুক্ত নার্নস্ট সমীকরণ ক্যালকুলেটরের সাহায্যে তাত্ক্ষণিকভাবে সেল ঝিল্লির পোটেনশিয়াল গণনা করুন। সঠিক ইলেকট্রোকেমিক্যাল ফলাফলের জন্য তাপমাত্রা, আয়ন চার্জ এবং ঘনত্ব প্রবেশ করুন।

নির্নস্ট সমীকরণ ক্যালকুলেটর

নির্নস্ট সমীকরণ ব্যবহার করে একটি সেলের বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা গণনা করুন।

ইনপুট প্যারামিটার

তাপমাত্রা*

temperatureHelper: 0°C = 273.15K, 25°C = 298.15K, 37°C = 310.15K

আয়ন চার্জ (z)*

সেলের বাইরের ঘনত্ব*

সেলের ভিতরের ঘনত্ব*

ফলাফল

সেল সম্ভাবনা:

0.00 mV

কপি

নির্নস্ট সমীকরণ কী?

নির্নস্ট সমীকরণ একটি সেলের হ্রাস সম্ভাবনাকে মানক সেল সম্ভাবনা, তাপমাত্রা এবং প্রতিক্রিয়া অনুপাতের সাথে সম্পর্কিত করে।

সমীকরণ ভিজ্যুয়ালাইজেশন

নির্নস্ট সমীকরণ

E = E° - (RT/zF) × ln([ion]_out/[ion]_in)

ভেরিয়েবলস

E: সেল সম্ভাবনা (mV)
E°: মানক সম্ভাবনা (0 mV)
R: গ্যাস ধ্রুবক (8.314 J/(mol·K))
T: তাপমাত্রা (310.15 K)
z: আয়ন চার্জ (1)
F: ফ্যারাডে ধ্রুবক (96485 C/mol)
[ion]_out: বাইরের ঘনত্ব (145 mM)
[ion]_in: ভিতরের ঘনত্ব (12 mM)

গণনা

RT/zF = (8.314 × 310.15) / (1 × 96485) = 0.026725

ln([ion]_out/[ion]_in) = ln(145/12) = 2.491827

(RT/zF) × ln([ion]_out/[ion]_in) = 0.026725 × 2.491827 × 1000 = 66.59 mV

E = 0 - 66.59 = 0.00 mV

cellDiagram

insideCell

[12 mM]

outsideCell

[145 mM]

ionFlowDirection

ব্যাখ্যা

একটি শূন্য সম্ভাবনা নির্দেশ করে যে সিস্টেমটি সমতলে রয়েছে।

📚

ডকুমেন্টেশন

Nernst সমীকরণ ক্যালকুলেটর: অনলাইনে সেল মেমব্রেন পোটেনশিয়াল গণনা করুন

আমাদের বিনামূল্যের Nernst সমীকরণ ক্যালকুলেটর দিয়ে সেল মেমব্রেন পোটেনশিয়াল তাত্ক্ষণিকভাবে গণনা করুন। সহজেই তাপমাত্রা, আয়ন চার্জ এবং ঘনত্ব প্রবেশ করান যাতে নিউরন, পেশী কোষ এবং ইলেকট্রোকেমিক্যাল সিস্টেমের জন্য ইলেকট্রোকেমিক্যাল পোটেনশিয়াল নির্ধারণ করা যায়।

Nernst সমীকরণ ক্যালকুলেটর কি?

Nernst সমীকরণ ক্যালকুলেটর হল একটি অপরিহার্য টুল যা আয়ন ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্টের ভিত্তিতে সেল মেমব্রেনের উপর বৈদ্যুতিক পোটেনশিয়াল গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এই মৌলিক ইলেকট্রোকেমিস্ট্রি ক্যালকুলেটর শিক্ষার্থী, গবেষক এবং পেশাদারদের জন্য মেমব্রেন পোটেনশিয়াল মান নির্ধারণ করতে সহায়তা করে, যেখানে তাপমাত্রা, আয়ন চার্জ এবং ঘনত্বের পার্থক্য প্রবেশ করানো হয়।

আপনি যদি নিউরনে অ্যাকশন পোটেনশিয়াল অধ্যয়ন করছেন, ইলেকট্রোকেমিক্যাল সেল ডিজাইন করছেন, বা জীববিজ্ঞানের সিস্টেমে আয়ন পরিবহন বিশ্লেষণ করছেন, তবে এই সেল পোটেনশিয়াল ক্যালকুলেটর নোবেল পুরস্কার বিজয়ী রসায়নবিদ ওয়ালথার নার্নস্ট দ্বারা প্রতিষ্ঠিত নীতিগুলি ব্যবহার করে সঠিক ফলাফল প্রদান করে।

Nernst সমীকরণ বৈদ্যুত্রোকেমিক্যাল প্রতিক্রিয়া পোটেনশিয়ালকে স্ট্যান্ডার্ড ইলেকট্রোড পোটেনশিয়াল, তাপমাত্রা এবং আয়ন কার্যকলাপের সাথে সম্পর্কিত করে। জীববিজ্ঞানের প্রেক্ষাপটে, এটি বোঝার জন্য অপরিহার্য যে কিভাবে কোষগুলি বৈদ্যুতিক গ্রেডিয়েন্ট বজায় রাখে—যা স্নায়ু সংকেত প্রেরণ, পেশী সংকোচন এবং কোষীয় পরিবহন প্রক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

Nernst সমীকরণের সূত্র

Nernst সমীকরণটি গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা হয়:

$E = E^{\circ} - \frac{RT}{zF} \ln\left(\frac{[C]_{\text{inside}}}{[C]_{\text{outside}}}\right)$

যেখানে:

$E$ = সেল পোটেনশিয়াল (ভোল্ট)
$E^{\circ}$ = স্ট্যান্ডার্ড সেল পোটেনশিয়াল (ভোল্ট)
$R$ = ইউনিভার্সাল গ্যাস ধ্রুবক (8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹)
$T$ = আবসিক তাপমাত্রা (কেলভিন)
$z$ = আয়নের ভ্যালেন্স (চার্জ)
$F$ = ফারাডে ধ্রুবক (96,485 C·mol⁻¹)
$[C]_{\text{inside}}$ = সেলের ভিতরে আয়নের ঘনত্ব (মোলার)
$[C]_{\text{outside}}$ = সেলের বাইরে আয়নের ঘনত্ব (মোলার)

জীববিজ্ঞানের প্রয়োগের জন্য, সমীকরণটি প্রায়শই একটি স্ট্যান্ডার্ড সেল পোটেনশিয়াল ( $E^{\circ}$ ) শূন্য ধরে সহজ করা হয় এবং ফলাফল মিলিভোল্টে (mV) প্রকাশ করা হয়। তখন সমীকরণটি হয়ে যায়:

$E = -\frac{RT}{zF} \ln\left(\frac{[C]_{\text{outside}}}{[C]_{\text{inside}}}\right) \times 1000$

নেতিবাচক চিহ্ন এবং বিপরীত ঘনত্বের অনুপাত সেলুলার ফিজিওলজিতে প্রচলিত নিয়মকে প্রতিফলিত করে, যেখানে পোটেনশিয়াল সাধারণত সেলের ভিতর থেকে বাইরের দিকে পরিমাপ করা হয়।

সেলের ভিতরে [K⁺] = 140 mM

সেলের বাইরে [K⁺] = 5 mM

K⁺

E = -61 log([K⁺]outside/[K⁺]inside) mV

ভেরিয়েবল ব্যাখ্যা

তাপমাত্রা (T): কেলভিনে (K) পরিমাপ করা হয়, যেখানে K = °C + 273.15। শরীরের তাপমাত্রা সাধারণত 310.15K (37°C)।
আয়ন চার্জ (z): আয়নের ভ্যালেন্স, যা হতে পারে:
- +1 সোডিয়াম (Na⁺) এবং পটাসিয়াম (K⁺) এর জন্য
- +2 ক্যালসিয়াম (Ca²⁺) এবং ম্যাগনেসিয়াম (Mg²⁺) এর জন্য
- -1 ক্লোরাইড (Cl⁻) এর জন্য
- -2 সালফেট (SO₄²⁻) এর জন্য
আয়ন ঘনত্ব: জীববিজ্ঞানের সিস্টেমের জন্য মিলিমোলার (mM) এ পরিমাপ করা হয়। সাধারণ মান:
- K⁺: 5 mM বাইরে, 140 mM ভিতরে
- Na⁺: 145 mM বাইরে, 12 mM ভিতরে
- Cl⁻: 116 mM বাইরে, 4 mM ভিতরে
- Ca²⁺: 1.5 mM বাইরে, 0.0001 mM ভিতরে
ধ্রুবক:
- গ্যাস ধ্রুবক (R): 8.314 J/(mol·K)
- ফারাডে ধ্রুবক (F): 96,485 C/mol

মেমব্রেন পোটেনশিয়াল কিভাবে গণনা করবেন: ধাপে ধাপে গাইড

আমাদের Nernst সমীকরণ ক্যালকুলেটর জটিল ইলেকট্রোকেমিক্যাল গণনাগুলিকে একটি স্বজ্ঞাত ইন্টারফেসে সহজ করে। সেল মেমব্রেন পোটেনশিয়াল গণনা করতে এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:

তাপমাত্রা প্রবেশ করুন: কেলভিনে (K) তাপমাত্রা প্রবেশ করান। ডিফল্ট শরীরের তাপমাত্রায় সেট করা হয়েছে (310.15K বা 37°C)।
আয়ন চার্জ নির্দিষ্ট করুন: আপনি যে আয়ন বিশ্লেষণ করছেন তার ভ্যালেন্স (চার্জ) প্রবেশ করান। উদাহরণস্বরূপ, পটাসিয়ামের (K⁺) জন্য "1" বা ক্লোরাইডের (Cl⁻) জন্য "-1" প্রবেশ করান।
আয়ন ঘনত্ব প্রবেশ করুন: আয়নের ঘনত্ব প্রবেশ করান:
- সেলের বাইরে (এক্সট্রাসেলুলার ঘনত্ব) mM এ
- সেলের ভিতরে (ইনট্রাসেলুলার ঘনত্ব) mM এ
ফলাফল দেখুন: ক্যালকুলেটর স্বয়ংক্রিয়ভাবে মিলিভোল্টে (mV) মেমব্রেন পোটেনশিয়াল গণনা করে।
কপি বা বিশ্লেষণ করুন: আপনার রেকর্ড বা আরও বিশ্লেষণের জন্য ফলাফল কপি করতে "কপি" বোতামটি ব্যবহার করুন।

উদাহরণ গণনা

চলুন শরীরের তাপমাত্রায় পটাসিয়ামের (K⁺) জন্য Nernst পোটেনশিয়াল গণনা করি:

তাপমাত্রা: 310.15K (37°C)
আয়ন চার্জ: +1
এক্সট্রাসেলুলার ঘনত্ব: 5 mM
ইনট্রাসেলুলার ঘনত্ব: 140 mM

Nernst সমীকরণ ব্যবহার করে: $E = -\frac{8.314 \times 310.15}{1 \times 96485} \ln\left(\frac{5}{140}\right) \times 1000$

$E = -\frac{2580.59}{96485} \times \ln(0.0357) \times 1000$

$E = -0.02675 \times (-3.33) \times 1000$

$E = 89.08 \text{ mV}$

এই ইতিবাচক পোটেনশিয়াল নির্দেশ করে যে পটাসিয়াম আয়নগুলি সেল থেকে বেরিয়ে যাওয়ার প্রবণতা রাখে, যা পটাসিয়ামের জন্য সাধারণ ইলেকট্রোকেমিক্যাল গ্রেডিয়েন্টের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

আপনার Nernst পোটেনশিয়াল ফলাফল বোঝা

গণনা করা মেমব্রেন পোটেনশিয়াল সেল মেমব্রেনের মাধ্যমে আয়ন আন্দোলনের উপর গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে:

ইতিবাচক পোটেনশিয়াল: আয়ন সেল থেকে বেরিয়ে যাওয়ার প্রবণতা (এফ্লাক্স)
নেতিবাচক পোটেনশিয়াল: আয়ন সেলে প্রবাহিত হওয়ার প্রবণতা (ইনফ্লাক্স)
শূন্য পোটেনশিয়াল: সিস্টেমে কোনও নেট আয়ন প্রবাহ নেই

পোটেনশিয়ালের মাত্রা বৈদ্যুত্রোকেমিক্যাল ড্রাইভিং ফোর্সের শক্তি প্রতিফলিত করে। বড় আবশ্যিক মানগুলি মেমব্রেনের মাধ্যমে আয়ন আন্দোলনের জন্য শক্তিশালী শক্তিগুলি নির্দেশ করে।

Nernst সমীকরণের বৈজ্ঞানিক এবং চিকিৎসা প্রয়োগ

Nernst সমীকরণ জীববিজ্ঞান, রসায়ন এবং বায়োমেডিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়:

সেলুলার ফিজিওলজি এবং মেডিসিন

নিউরোসায়েন্স গবেষণা: মস্তিষ্কের কার্যকলাপ বোঝার জন্য নিউরনের রেস্টিং মেমব্রেন পোটেনশিয়াল এবং অ্যাকশন পোটেনশিয়াল থ্রেশহোল্ড গণনা করুন।
কার্ডিয়াক ফিজিওলজি: স্বাভাবিক কার্ডিয়াক রিদম এবং অ্যারিথমিয়া গবেষণার জন্য হৃদয় কোষের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করুন।
পেশী ফিজিওলজি: স্কেলেটাল এবং স্মুথ পেশীতে পেশী সংকোচন এবং শিথিলতার নিয়ন্ত্রণকারী আয়ন গ্রেডিয়েন্ট বিশ্লেষণ করুন।
কিডনি কার্যকারিতা অধ্যয়ন: ইলেকট্রোলাইট ভারসাম্য এবং কিডনি রোগ গবেষণার জন্য রেনাল টিউবুলে আয়ন পরিবহন তদন্ত করুন।

ইলেকট্রোকেমিস্ট্রি

ব্যাটারি ডিজাইন: শক্তি সঞ্চয় অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ইলেকট্রোকেমিক্যাল সেলগুলি অপ্টিমাইজ করা।
জারা বিশ্লেষণ: বিভিন্ন পরিবেশে ধাতুর জারা পূর্বাভাস এবং প্রতিরোধ করা।
ইলেকট্রোপ্লেটিং: শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে ধাতু জমা দেওয়ার প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা।
ফুয়েল সেল: দক্ষ শক্তি রূপান্তর ডিভাইস ডিজাইন করা।

বায়োটেকনোলজি

বায়োসেন্সর: বিশ্লেষণাত্মক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আয়ন-নির্বাচক ইলেকট্রোড তৈরি করা।
ড্রাগ ডেলিভারি: চার্জযুক্ত ড্রাগ অণুর নিয়ন্ত্রিত মুক্তির জন্য সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিং।
ইলেকট্রোফিজিওলজি: কোষ এবং টিস্যুতে বৈদ্যুতিক সংকেত রেকর্ড এবং বিশ্লেষণ করা।

পরিবেশ বিজ্ঞান

জল গুণমান পর্যবেক্ষণ: প্রাকৃতিক জলগুলিতে আয়ন ঘনত্ব পরিমাপ করা।
মাটি বিশ্লেষণ: কৃষি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য মাটির আয়ন বিনিময় বৈশিষ্ট্য মূল্যায়ন করা।

বিকল্প পদ্ধতি

যদিও Nernst সমীকরণ সমতল অবস্থায় একক আয়ন সিস্টেমের জন্য শক্তিশালী, আরও জটিল পরিস্থিতির জন্য বিকল্প পদ্ধতির প্রয়োজন হতে পারে:

গোল্ডম্যান-হডগকিন-কাটজ সমীকরণ: মেমব্রেনের মাধ্যমে বিভিন্ন পারমিয়াবিলিটির সাথে একাধিক আয়ন প্রজাতির জন্য হিসাব করে। সেলগুলির রেস্টিং মেমব্রেন পোটেনশিয়াল গণনা করতে উপকারী।
ডনান সমতা: যখন বড়, চার্জযুক্ত অণু (যেমন প্রোটিন) মেমব্রেন অতিক্রম করতে পারে না তখন আয়ন বিতরণ বর্ণনা করে।
গণনামূলক মডেল: অ-সমতল অবস্থার জন্য, ডাইনামিক সিমুলেশনগুলি NEURON বা COMSOL-এর মতো সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে আরও উপযুক্ত হতে পারে।
সরাসরি পরিমাপ: জীবন্ত কোষে মেমব্রেন পোটেনশিয়াল সরাসরি পরিমাপ করতে প্যাচ-ক্ল্যাম্প ইলেকট্রোফিজিওলজি ব্যবহার করা।

Nernst সমীকরণের ইতিহাস

Nernst সমীকরণটি 1889 সালে জার্মান রসায়নবিদ ওয়ালথার হেরমান নার্নস্ট (1864-1941) দ্বারা ইলেকট্রোকেমিক্যাল সেল অধ্যয়ন করার সময় উন্নত হয়। এই বিপ্লবী কাজটি তার শারীরিক রসায়নে, বিশেষ করে থার্মোডাইনামিক্স এবং ইলেকট্রোকেমিস্ট্রিতে বিস্তৃত অবদানের অংশ ছিল।

মূল ঐতিহাসিক উন্নয়ন:

1889: নার্নস্ট প্রথম তার সমীকরণটি লিপজিগ বিশ্ববিদ্যালয়ে কাজ করার সময় তৈরি করেন, জার্মানি।
1890-এর দশক: সমীকরণটি ইলেকট্রোকেমিস্ট্রির একটি মৌলিক নীতিরূপে স্বীকৃতি পায়, গ্যালভানিক সেলের আচরণ ব্যাখ্যা করে।
1900-এর দশকের শুরু: ফিজিওলজিস্টরা জীববিজ্ঞানের সিস্টেমে Nernst সমীকরণ প্রয়োগ করতে শুরু করেন,

💬

প্রতিক্রিয়া

💬

এই সরঞ্জাম সম্পর্কে প্রতিক্রিয়া দেতে শুরু করতে ফিডব্যাক টোস্ট ক্লিক করুন।

🔗

Whiz Tools