Доннановское равновесие
Диффузионный потенциал
Диффузионный потенциал возникает при существовании различной подвижности ионов, проходящих через полупроницаемую мембрану. Гендерсон вывел уравнение:
,
где U – подвижность катионов, V – подвижность анионов.
Условием установления данного равновесия будет существование фаз, изолированных друг от друга так, что один или несколько ионных компонентов не могут прейти из одной фазы в другую. Что, например, и возникает при существовании мембраны, проницаемой для растворителя и малых ионов, но не ионов с размерами коллоидных частиц. Три основных аспекта Доннановское равновесия включают:
1. неравномерное распределение ионов,
2. осмотическое давление,
3. разность потенциалов между фазами.
Представим себе внутриклеточную коллоидную систему, содержащую белок альбумин, способный нести отрицательный заряд (P-, Рис.) но не способных проходить через мембрану. Этот белок может связывать положительные ионы, например калия (К+), оставаясь в цитоплазме. Допустим, что внутриклеточная концентрация (C1) КCl ниже внеклеточной концентрации (C2). Ионы К+ и Cl- в количестве X начнут поступать в клетку, однако итог этого процесса будет различным для этих ионов. Наличие непроницаемого аниона P-, связывающего катионы калия, приведет к превосходству в клетке количества положительных ионов К+(C1+X), над отрицательными ионами Cl-(X),. Наступившее концентрационное равновесие:
,
где [К+]i и [Cl-]i -концентрации внутриклеточных ионов, [К+]e и [Cl-]e -концентрации внеклеточных ионов, в итоге будет выражать дисбаланс:
Величина этого дисбаланса будет итогом решения уравнения:
Таким образом, на границе раздела фаз осуществляется возможность образования двойного электрического слоя, за счет избирательного связывания отдельных ионов гелем цитоплазмы. В результате такой гель окружен областью ионов противоположного заряда- двойным электрическим слоем.