இலவச நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் - மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுங்கள்

எங்கள் இலவச நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளருடன் உடனடியாக செலின் மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுங்கள். தாபம், அயன் சார்ஜ் மற்றும் மையங்களை உள்ளிடுங்கள், துல்லியமான எலக்ட்ரோகேமிக்கல் முடிவுகளுக்கு.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி ஒரு செலின் மின்சார திறனை கணக்கிடுங்கள்.

உள்ளீட்டு அளவுருக்கள்

வெப்பநிலை*

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

அயன் சார்ஜ் (z)*

செலியின் வெளியே உள்ள மையம்*

செலியின் உள்ளே உள்ள மையம்*

முடிவு

செல் திறன்:

0.00 mV

பதிப்பேற்றவும்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு என்ன?

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு ஒரு செலின் குறைப்பு திறனை தரநிலையான செலின் திறன், வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்வினை விகிதத்துடன் தொடர்புபடுத்துகிறது.

சமன்பாடு காட்சி

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு

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

மாறிகள்

E: செல் திறன் (mV)
E°: தர திறன் (0 mV)
R: வாயு நிலை (8.314 J/(mol·K))
T: வெப்பநிலை (310.15 K)
z: அயன் சார்ஜ் (1)
F: பாரடே கான்ஸ்டன்ட் (96485 C/mol)
[ion]_out: வெளியிலுள்ள மையம் (145 mM)
[ion]_in: உள்ள மையம் (12 mM)

கணக்கீடு

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

விளக்கம்

ஒரு பூஜ்ய திறன் அமைப்பு சமநிலையிலுள்ளது என்பதை குறிக்கிறது.

📚

ஆவணம்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர்: செலின் மெம்பிரேன் பொத்தானை ஆன்லைனில் கணக்கிடுங்கள்

எங்கள் இலவச நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளருடன் செலின் மெம்பிரேன் பொத்தானை உடனடியாக கணக்கிடுங்கள். வெப்பநிலை, அயன் சார்ஜ் மற்றும் மையங்களை உள்ளிடுங்கள், நரம்பியல், மசால் செல்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோகேமிக்கல் அமைப்புகளுக்கான எலக்ட்ரோக்கேமிக்கல் பொத்தான்களை தீர்மானிக்க.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் என்ன?

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் என்பது அயன் மையம் மாறுபாடுகளின் அடிப்படையில் செலின் மெம்பிரேன்களில் மின்சார பொத்தானை கணக்கிடுவதற்கான ஒரு அடிப்படையான கருவி. இந்த அடிப்படையான எலக்ட்ரோகேமிக்கல் கணக்கீட்டாளர் மாணவர்கள், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தொழில்முனைவோர்களுக்கு மெம்பிரேன் பொத்தானை மதிப்புகளை தீர்மானிக்க உதவுகிறது, வெப்பநிலை, அயன் சார்ஜ் மற்றும் மைய மாறுபாடுகளை உள்ளிடுவதன் மூலம்.

நீங்கள் நரம்புகளில் செயல்பாட்டு பொத்தான்களை படிக்கிறீர்களா, எலக்ட்ரோகேமிக்கல் செல்களை வடிவமைக்கிறீர்களா அல்லது உயிரியல் அமைப்புகளில் அயன் போக்குகளை பகுப்பாய்வு செய்கிறீர்களா, இந்த செல் பொத்தானை கணக்கீட்டாளர் நோபல் பரிசு பெற்ற வேதியியலாளர் வால்தர் நெர்ன்ஸ்ட் நிறுவிய கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி துல்லியமான முடிவுகளை வழங்குகிறது.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு எலக்ட்ரோகேமிக்கல் எதிர்வினை பொத்தானை நிலையான எலக்ட்ரோடு பொத்தானை, வெப்பநிலை மற்றும் அயன் செயல்பாடுகளுடன் தொடர்புபடுத்துகிறது. உயிரியல் சூழ்நிலைகளில், செல்கள் மின்சார மாறுபாடுகளை எவ்வாறு பராமரிக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இது முக்கியமாகும்—நரம்பியல் தூண்டுதலின் பரிமாற்றம், மசால் ஒழுங்கு மற்றும் செல்களின் போக்குவரத்து செயல்முறைகளுக்கு முக்கியமானது.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் சூத்திரம்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணிதமாக இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

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

எங்கு:

$E$ = செலின் பொத்தானை (வோல்ட்)
$E^{\circ}$ = நிலையான செலின் பொத்தானை (வோல்ட்)
$R$ = உலகளாவிய வாயு நிலை (8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹)
$T$ = முழுமையான வெப்பநிலை (கெல்வின்)
$z$ = அயனின் மதிப்பு (சார்ஜ்)
$F$ = ஃபரடே நிலை (96,485 C·mol⁻¹)
$[C]_{\text{inside}}$ = செலின் உள்ளே அயனின் மையம் (மோலர்)
$[C]_{\text{outside}}$ = செலின் வெளியே அயனின் மையம் (மோலர்)

உயிரியல் பயன்பாடுகளுக்கு, சமன்பாடு பொதுவாக ஒரு நிலையான செலின் பொத்தானை ( $E^{\circ}$ ) பூஜ்யமாகக் கருதுவதன் மூலம் எளிமைப்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் முடிவை மில்லிவோல்ட்களில் (mV) வெளிப்படுத்துகிறது. சமன்பாடு பின்னர் இவ்வாறு ஆகிறது:

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

எதிர்மறை குறியீடு மற்றும் மாறுபட்ட மையம் விகிதம் செலின் உயிரியல் இயற்பியலில் உள்ள வழக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது, அங்கு பொத்தானை பொதுவாக செலின் உள்ளிருந்து வெளியே அளவிடப்படுகிறது.

செல்லின் உள்ளே [K⁺] = 140 mM

செல்லின் வெளியே [K⁺] = 5 mM

K⁺

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

மாறிகள் விளக்கப்பட்டுள்ளன

வெப்பநிலை (T): கெல்வினில் (K) அளவிடப்படுகிறது, அங்கு K = °C + 273.15. உடல் வெப்பநிலை பொதுவாக 310.15K (37°C).
அயன் சார்ஜ் (z): அயனின் மதிப்பு, இது:
- +1 சோடியம் (Na⁺) மற்றும் பொட்டாசியம் (K⁺) க்காக
- +2 கால்சியம் (Ca²⁺) மற்றும் மக்னீசியம் (Mg²⁺) க்காக
- -1 கிளோரைடு (Cl⁻) க்காக
- -2 சல்பேட் (SO₄²⁻) க்காக
அயன் மையங்கள்: உயிரியல் அமைப்புகளுக்கான மில்லிமோலர் (mM) அளவிடப்படுகிறது. பொதுவான மதிப்புகள்:
- K⁺: 5 mM வெளியே, 140 mM உள்ளே
- Na⁺: 145 mM வெளியே, 12 mM உள்ளே
- Cl⁻: 116 mM வெளியே, 4 mM உள்ளே
- Ca²⁺: 1.5 mM வெளியே, 0.0001 mM உள்ளே
நிலைகள்:
- வாயு நிலை (R): 8.314 J/(mol·K)
- ஃபரடே நிலை (F): 96,485 C/mol

மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுவது: படி-படி வழிகாட்டி

எங்கள் நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் சிக்கலான எலக்ட்ரோகேமிக்கல் கணக்கீடுகளை ஒரு இன்டூயிடிவ் இடைமுகத்தில் எளிதாக்குகிறது. செல் மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிட இந்த படிகளை பின்பற்றவும்:

வெப்பநிலையை உள்ளிடவும்: கெல்வினில் (K) வெப்பநிலையை உள்ளிடவும். இயல்பாக உடல் வெப்பநிலை (310.15K அல்லது 37°C) அமைக்கப்பட்டுள்ளது.
அயன் சார்ஜை குறிப்பிடவும்: நீங்கள் பகுப்பாய்வு செய்யும் அயனின் மதிப்பை (சார்ஜ்) உள்ளிடவும். எடுத்துக்காட்டாக, பொட்டாசியம் (K⁺) க்காக "1" அல்லது கிளோரைடு (Cl⁻) க்காக "-1" உள்ளிடவும்.
அயன் மையங்களை உள்ளிடவும்: அயனின் மையத்தை உள்ளிடவும்:
- செலின் வெளியே (எக்ஸ்ட்ராசெல்யூலர் மையம்) mM இல்
- செலின் உள்ளே (இன்ட்ராசெல்யூலர் மையம்) mM இல்
முடிவைப் பாருங்கள்: கணக்கீட்டாளர் தானாகவே மில்லிவோல்ட்களில் (mV) மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுகிறது.
பகிர் அல்லது பகுப்பாய்வு செய்: உங்கள் பதிவுகளுக்காக அல்லது மேலதிக பகுப்பாய்விற்காக முடிவைப் பெற "Copy" பொத்தானைப் பயன்படுத்தவும்.

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

உடல் வெப்பநிலையில் பொட்டாசியம் (K⁺) க்கான நெர்ன்ஸ்ட் பொத்தானை கணக்கிடுவோம்:

வெப்பநிலை: 310.15K (37°C)
அயன் சார்ஜ்: +1
எக்ஸ்ட்ராசெல்யூலர் மையம்: 5 mM
இன்ட்ராசெல்யூலர் மையம்: 140 mM

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி: $E = -\frac{8.314 \times 310.15}{1 \times 96485} \ln\left(\frac{5}{140}\right) \times 1000$

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

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

$E = 89.08 \text{ mV}$

இந்த நேர்மறை பொத்தானம் பொட்டாசியம் அயன்கள் செலின் வெளியே செல்ல விரும்புகின்றன என்பதை குறிக்கிறது, இது பொட்டாசியத்தின் வழக்கமான எலக்ட்ரோகேமிக்கல் மாறுபாட்டுடன் ஒத்துப்போகிறது.

உங்கள் நெர்ன்ஸ்ட் பொத்தானை முடிவுகளைப் புரிந்துகொள்வது

கணக்கிடப்பட்ட மெம்பிரேன் பொத்தானம் செலின் மெம்பிரேன்களில் அயன் போக்குகளைப் பற்றிய முக்கியமான தகவல்களை வழங்குகிறது:

நேர்மறை பொத்தானம்: அயன் செலின் வெளியே செல்ல விரும்புகிறது (எஃப்ளக்ஸ்)
எதிர்மறை பொத்தானம்: அயன் செலின் உள்ளே செல்ல விரும்புகிறது (இன்ஃப்ளக்ஸ்)
பூஜ்ய பொத்தானம்: எந்த நிகர அயன் போக்கும் இல்லை

பொத்தானத்தின் அளவு எலக்ட்ரோகேமிக்கல் இயக்கக் சக்தியின் வலிமையை பிரதிபலிக்கிறது. பெரிய முழுமையான மதிப்புகள் செலின் மெம்பிரேனில் அயன் போக்குகளை இயக்கும் வலிமைகளை அதிகரிக்கின்றன.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் அறிவியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் பயன்பாடுகள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு உயிரியல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் பொறியியலில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளை கொண்டுள்ளது:

செல்கள் உயிரியல் மற்றும் மருத்துவம்

நரம்பியல் ஆராய்ச்சி: மூளையின் செயல்பாட்டைப் புரிந்துகொள்ள நரம்புகளில் இருப்புப் பொத்தானை மற்றும் செயல்பாட்டு பொத்தான்களின் எல்லைகளை கணக்கிடுங்கள்
இதய உயிரியல்: சாதாரண இதய ரிதம் மற்றும் ஆரித்மியா ஆராய்ச்சிக்கான இதய செல்களின் மின்சார பண்புகளை தீர்மானிக்கவும்
மசால் உயிரியல்: எலும்பு மற்றும் மென்மையான மசால்களில் மசால் ஒழுங்கு மற்றும் சீரமைப்பை கட்டுப்படுத்தும் அயன் மாறுபாடுகளை பகுப்பாய்வு செய்யவும்
மூத்திர செயல்பாடு ஆய்வுகள்: மின்சார சமநிலையைப் பராமரிக்க மற்றும் மூத்திர நோயின் ஆராய்ச்சிக்கான மூத்திர குழாய்களில் அயன் போக்குகளை ஆராயவும்

எலக்ட்ரோகேமிக்கல்

பேட்டரி வடிவமைப்பு: எரிசக்தி சேமிப்பு பயன்பாடுகளுக்கான எலக்ட்ரோகேமிக்கல் செல்களை மேம்படுத்துதல்.
கொல்லல் பகுப்பாய்வு: பல்வேறு சூழ்நிலைகளில் உலோகக் கொல்லலை முன்னறிவிப்பதும் தடுப்பதும்.
எலக்ட்ரோபிளேட்டிங்: தொழில்துறையில் உலோகப் போக்குகளை கட்டுப்படுத்துதல்.
எரிபொருள் செல்கள்: திறமையான எரிசக்தி மாற்ற சாதனங்களை வடிவமைத்தல்.

உயிரியல் தொழில்நுட்பம்

பயோசென்சார்கள்: பகுப்பாய்வு பயன்பாடுகளுக்கான அயன்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரோட்களை உருவாக்குதல்.
மருந்து விநியோகம்: சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மருந்து மூலக்கூறுகளின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெளியீட்டுக்கான அமைப்புகளை வடிவமைத்தல்.
எலக்ட்ரோபிசியோலஜி: செல்கள் மற்றும் திசுக்களில் மின்சார சிக்னல்களை பதிவு மற்றும் பகுப்பாய்வு செய்தல்.

சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்

நீர் தரம் கண்காணிப்பு: இயற்கை நீர்களில் அயன் மையங்களை அளவிடுதல்.
மண் பகுப்பாய்வு: விவசாய பயன்பாடுகளுக்கான மண்ணின் அயன் பரிமாற்ற பண்புகளை மதிப்பீடு செய்தல்.

மாற்று அணுகுமுறைகள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு சமநிலையிலுள்ள ஒரே அயன் அமைப்புகளுக்காக சக்திவாய்ந்தது, ஆனால் மேலும் சிக்கலான சூழ்நிலைகள் மாற்று அணுகுமுறைகளை தேவைப்படுத்தலாம்:

கோல்ட்மேன்-ஹோட்கின்-காட்ஸ் சமன்பாடு: மெம்பிரேனில் பல அயன் வகைகளைப் கணக்கீடு செய்கிறது, இது செல்களின் இருப்புப் பொத்தானை கணக்கிடுவதற்கான பயனுள்ளதாகும்.
டொன்னன் சமநிலை: பெரிய, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகள் (புரதங்கள் போன்றவை) மெம்பிரேனைக் கடக்க முடியாத போது அயன் விநியோகத்தை விவரிக்கிறது.
கணினி மாதிரிகள்: சமநிலையற்ற சூழ்நிலைகளுக்கான, NEURON அல்லது COMSOL போன்ற மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி இயக்கவியல் சிமுலேஷன்கள் அதிகமாக பொருத்தமாக இருக்கலாம்.
நேரடி அளவீடு: உயிருள்ள செல்களில் மெம்பிரேன் பொத்தான்களை நேரடியாக அளவிடுவதற்கான பாச்ச்-கிளாம்ப் எலக்ட்ரோபிசியோலஜி போன்ற தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துதல்.

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் வரலாறு

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு ஜெர்மன் வேதியியலாளர் வால்தர் ஹெர்மன் நெர்ன்ஸ்ட் (1864-1941) 1889 இல் எலக்ட்ரோகேமிக்கல் செல்களைப் படிக்கும்போது உருவாக்கப்பட்டது. இந்த மெய்யான வேலை, வெப்பவியல் மற்றும் எலக்ட்ரோகேமிக்கல் ஆகியவற்றில் அவரது பரந்த அளவிலான பங்களிப்புகளின் ஒரு பகுதியாகும்.

முக்கிய வரலாற்று வளர்ச்சிகள்:

1889: நெர்ன்ஸ்ட் தனது சமன்பாட்டை லெய்ப்சிக் பல்கலைக்கழகத்தில் வேலை செய்யும் போது முதலில் உருவாக்கினார்.
1890கள்: இந்த சமன்பாடு எலக்ட்ரோகேமிக்கலின் அடிப்படையான கோட்பாடாக அடையாளம் காணப்பட்டது, இது கலவைக் செல்களின் நடத்தை விளக்குகிறது.
1900களின் ஆரம்பம்

💬

கருத்து

💬

இந்த கருவியை பற்றிய கருத்தை தொடங்க பிடித்தம் கிளிக் செய்யவும்.

🔗

தொடர்புடைய கருவிகள்

உங்கள் பணிப்பாக்கிலுக்கு பயனுள்ள மேலும் பயனுள்ள கருவிகளைக் கண்டறியவும்

செயல்திறன் அணு மின்காந்தம் கணக்கீட்டாளர்: அணு அமைப்பு பகுப்பாய்வு

இந்த கருவியை முயற்சி செய்க

அர்ரெனியஸ் சமன்பாடு தீர்க்க器 | வேதியியல் எதிர்வினை விகிதங்களை கணக்கிடுங்கள்

இந்த கருவியை முயற்சி செய்க

எலக்ட்ரோலிசிஸ் கணக்கீட்டாளர்: ஃபராடேசின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி மாஸ் இடைநிறுத்தம்

இந்த கருவியை முயற்சி செய்க

இயன சக்தி கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் தீர்வுகளுக்கான

இந்த கருவியை முயற்சி செய்க

எலக்ட்ரோநெகடிவிட்டி கணக்கீட்டாளர்: பவுலிங் அளவுகளில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் மதிப்புகள்

இந்த கருவியை முயற்சி செய்க

இலவச நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் - மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுங்கள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர்

உள்ளீட்டு அளவுருக்கள்

முடிவு

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு என்ன?

சமன்பாடு காட்சி

மாறிகள்

கணக்கீடு

cellDiagram

விளக்கம்

ஆவணம்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர்: செலின் மெம்பிரேன் பொத்தானை ஆன்லைனில் கணக்கிடுங்கள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாடு கணக்கீட்டாளர் என்ன?

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் சூத்திரம்

மாறிகள் விளக்கப்பட்டுள்ளன

மெம்பிரேன் பொத்தானை கணக்கிடுவது: படி-படி வழிகாட்டி

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

உங்கள் நெர்ன்ஸ்ட் பொத்தானை முடிவுகளைப் புரிந்துகொள்வது

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் அறிவியல் மற்றும் மருத்துவத்தில் பயன்பாடுகள்

செல்கள் உயிரியல் மற்றும் மருத்துவம்

எலக்ட்ரோகேமிக்கல்

உயிரியல் தொழில்நுட்பம்

சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்

மாற்று அணுகுமுறைகள்

நெர்ன்ஸ்ட் சமன்பாட்டின் வரலாறு

முக்கிய வரலாற்று வளர்ச்சிகள்:

கருத்து

தொடர்புடைய கருவிகள்

செயல்திறன் அணு மின்காந்தம் கணக்கீட்டாளர்: அணு அமைப்பு பகுப்பாய்வு

அர்ரெனியஸ் சமன்பாடு தீர்க்க器 | வேதியியல் எதிர்வினை விகிதங்களை கணக்கிடுங்கள்

எலக்ட்ரோலிசிஸ் கணக்கீட்டாளர்: ஃபராடேசின் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தி மாஸ் இடைநிறுத்தம்

இயன சக்தி கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் தீர்வுகளுக்கான

எலக்ட்ரோநெகடிவிட்டி கணக்கீட்டாளர்: பவுலிங் அளவுகளில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் மதிப்புகள்

திட்டரேஷன் கணக்கீட்டாளர்: பகுப்பாய்வு மையத்தின் அளவைக் சரியாக நிர்ணயிக்கவும்

எலெமென்டல் மாஸ் கணக்கீட்டாளர்: உருப்படிகளின் அணு எடைகளை கண்டறியவும்

pH மதிப்பீட்டாளர்: ஹைட்ரஜன் அயனின் மையத்தை pH ஆக மாற்றவும்

நீர் திறன் கணக்கீட்டர்: உப்புத்தன்மை மற்றும் அழுத்தத்தன்மை பகுப்பாய்வு

மறுசீரமைப்பு கணக்கீட்டாளர்: தூள்களுக்கு திரவ அளவை நிர்ணயிக்கவும்