Реферат: Мембранное равновесие Доннана (Доклад)

Мембранное равновесие, связанное с различием концентрации солей внутри и вне клеток, известно давно. В 1911 г. Ф. Доннан объяснил это явление, впоследствии названное его именем.

Мембранное равновесие Доннана связано с переносом некоторого количества вещества низкомолекулярного электролита внутрь пространства, содержащего полимер, и, вследствие этого, неравномерного распределения концентраций этого электролита по обе стороны полупроницаемой мембраны.

Пусть в некоторый начальный момент времени концентрации ионов низкомолекулярного и высокомолекулярного соединений по обе стороны мембраны распределяются следующим образом:


Рис 1.

В левой части сосуда, разделенного полупроницаемой мембраной, находится раствор полимера, который в результате диссоциации представлен поликатионом R(Z+) и противоионом Cl, концентрации которых равны соответственно C1 и ZC1. В левой части – раствор низкомолекулярного электролита, например KCl, с концентрацией С2, диссоциирующий на К+ и Cl.  При установлении равновесия вследствие диффузии в такой системе малые ионы K+ перемещаются преимущественно из правой части сосуда в левую. Макрокатионы R(Z+) не могут проникать через мембрану, поэтому для сохранения электронейтральности вместе с катионами K+ справа налево происходит перемещение избыточного числа анионов Cl.   В результате этих процессов концентрация низкомолекулярного электролита в растворе ВМС повышается:


Рис 2.

Условием равновесия является равенство произведений концентраций электролитов в левой и правой части сосуда,  разделенного полупроницаемой мембраной:

[K+]внутр.[Cl]внутр. = [K+]внеш.[Cl]внеш.

          Подставляя обозначения из рис.2, имеем уравнение:

X (ZC1 + X) = (C2 – X)2

 

          Решая это уравнение относительно X, получаем:

    C22

X =                                .

    ZC1 + 2C2

 

          Это и есть уравнение Доннана, которое показывает количество низкомолекулярного  вещества, переносимого в фазу ВМС через полупроницаемую мембрану. Из него следует вывод, что низкомолекулярный электролит распределяется неравномерно по обе стороны мембраны. Перенос вещества всегда существует из внешнего раствора во внутренний, в результате чего во внутреннем растворе наблюдается более высокая концентрация переносимых электролитов по сравнению с внешним раствором. Этим же объясняется некоторый избыток осмотического давления в растворах, содержащих ВМС и электролиты.

          Если концентрация низкомолекулярного электролита намного больше концентрации полимера (С2 >> C1), то X = C2/2, т.е. при малых концентрациях макроионов и больших концентрациях малых ионов наблюдается равномерное распределение малых ионов по обе стороны мембраны.

          При обратном соотношении концентраций (C2 << C1), XZC1 = C22, откуда следует, что перенос X очень мал и обратно пропорционален величине ZC1.

          Осмотическое давление раствора в левом отсеке складывается из осмотического давления, обусловленного присутствием ВМС и низкомолекулярного соединения:

p1 = p1(ВМС) + p1(НМС) – p2(НМС).

 

          Та часть осмотического давления крови, которая создается растворенными в ней белками, называется онкотическим давлением. Хотя по абсолютной величине оно, как правило, незначительно (например, для плазмы крови на долю осмотического давления, создаваемого растворами белков приходится всего лишь 0,5 – 1 %), эта составляющая имеет большое физиологическое значение.

          Все биологические мембраны полупроницаемы: в нормальных условиях проницаемы для неорганических солей и воды и непроницаемы для белков и полисахаридов. Этот эффект является одной из причин неравномерного распределения ионов вне и внутри клетки.

Неотложная помощь в невропатологии
Неотложная помощь в невропатологии Часть первая НЕВРОЛОГИЧЕСКИЕ СИНДРОМЫ ГОЛОВНАЯ БОЛЬ Механизмы возникновения. Многие внутричерепные образования ...
Если радиоактивные вещества попали внутрь, следует вызвать рвоту, ввести подкожно (можно дважды) раствор апоморфина 0,25-0,5% - 1 мл, сделать кровопускание и обменное переливание ...
Наиболее чувствительна к воздействию электромагнитного поля радиочастотного диапазона нервная система вследствие детектирования СВЧ-энергии в мембранах нервных клеток, влияния его ...
Раздел: Рефераты по медицине
Тип: книга
Качественный анализ (кислотно-основная классификация)
Качественный анализ (кислотно-основная классификация) Содержание Аналитические реакции катионов I группы: Lі+, Na+, К+, NH-. 4 Аналитические реакции ...
Для смещения равновесия вправо в раствор прибавляют твердый гидрокарбонат натрия NaHCO3, связывающий ионы водорода в слабую угольную кислоту.
3) В соответствии с определением произведения растворимости ПР равно произведению концентрации ионов малорастворимого электролита в насыщенном водном растворе
Раздел: Рефераты по химии
Тип: дипломная работа
Технология лекарственных форм
Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Самарский Государственный Медицинский Университет Кафедра ...
Оно заключается в следующем: молекулы низкомолекулярной жидкости-растворителя проникают в погруженное в нее ВМС, заполняя свободное пространство между молекулами.
При введении в организм инъекционного раствора осмотическое давление жидкостей нарушается в результате сдвига осмотического равновесия.
Раздел: Рефераты по медицине
Тип: отчет по практике
Электролиты и их свойства
Введение Водные растворы солей, кислот и оснований обладают некой особенностью - они проводят электрический ток. При этом безводные твердые соли и ...
Причиной чрезмерно высокого осмотического давления растворов электролитов является, согласно Аррениусу, диссоциация электролитов на ионы.
Аналогично нарушается равновесие в случае малорастворимого электролита: всякий раз, как только произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в растворе превысит ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: курсовая работа
Основы химии
Глава 1. Общие химические и экологические закономерности. С чего начинается химия? Cложный ли это вопрос? На него каждый ответит по-своему. В середней ...
хлорида натрия. -ионы Na+, -ионы Cl-.
Во втором случае, когда в жидком растворителе, например в воде, растворяемое вещество, кроме обычного растворения, еще и распадается (диссоциирует) на ионы, которые распределяются ...
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат