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 ${\displaystyle \mathbf {J} }$:

${\displaystyle \mathbf {J} =-D\left(\nabla \ c-{\frac {cze}{kT}}\mathbf {E} \right)}$

mit

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

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.