Мембранный потенциал

F Мембранный потенциал возникает между сторонами избирательно проницаемой мембраны, разделяющей два раствора различного состава, в результате направленного перехода ионов через эту мембрану.

Мембранный потенциал является частным случаем диффузионного потенциала. Если два раствора НСl разной концентрации разделить мембраной, избирательно проницаемой только для катионов, то через мембрану могут диффундировать в разбавленный раствор катионы водорода, а анионы хлора – не могут, и поэтому на мембране возникает разность потенциалов. Диффузия ионов водорода не будет происходить бесконечно, так как разделение зарядов тормозит дальнейшую диффузию катионов. При установлении равновесия между силами диффузии и силами электрического поля на мембране возникает равновесный двойной электрический слой, и диффузия прекращается (рис. 14).

Н⁺ Сl^- -  + Н⁺

Сl^-

Н⁺ Сl^- -  + Н⁺

Сl^-

-  +

Н⁺ Cl^- Н⁺

Сl^-

-  +

мембрана

Рис. 14. Схема возникновения мембранного потенциала.

Если подвижность анионов в мембране равна нулю (u = 0), то уравнение Гендерсона превращается в уравнение, с помощью которого можно вычислить мембранный потенциал:

Из уравнения следует, что мембранный потенциал зависит от температуры и градиента активности ионов, диффундирующих через избирательно проницаемую мембрану.

Величину мембранного потенциала можно измерить, составив гальваническую цепь, в которой в растворы, разделенные избирательно проницаемой мембраной, опущены два электрода сравнения (рис. 15). ЭДС такой гальванической цепи характеризует величину мембранного потенциала.

Рис. 15. Схема определения мембранного потенциала