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 $\mathbf {J}$:

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

mit

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

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.