Диффузный и равновесный потенциалы, механизм формирования потенциалов и их величины (уравнение Гендерсона и Нернста).

 

Диффузный потенциал (рис. 1). Для его возникнове­ния необходим контакт электролитов с различной концентрацией и различной подвижностью анионов и катионов (U_H+ » U_Cl-). Граница раздела одинаково проницаема для обоих ионов. Переход ионов Н⁺ и Сl^- будет осуще­ствляться в сторону меньшей концентрации. В силу боль­шей подвижности Н⁺, будет создаваться их большая концентрация с пра­вой стороны от границы раз­дела электролитов, возникнет разность потенциалов

Количественно величина определяется уравнением Гендерсона:

Равновесный мембран­ный потенциал (рис. 2). Он возникает на грани­це раздела двух электролитов, разделенных мембраной, избира­тельно проницаемой для одного из ионов. Это частный случай диффузного потенциала, когда подвижность одного из ионов равна нулю. При подвижности ионов Cl^- равной нулю, ионы Сl^- остаются по одну сторону мембраны, а ионы Н⁺ проходят через мембрану, образуя на другой стороне положительный заряд.

Возникающий потенциал описывается уравнением Нернста, частный случай уравнения Гендерсона, когда U_Cl- = 0:

По уравнению Нернста были рассчитаны мембранные потен­циалы клетки, создаваемые ионами Na⁺, K⁺, Cl^- в отдельности. Од­нако, суммарный потенциал этих ионов значительно отличается от экспериментально из­меренного на различных клетках.