Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1Biotermodynamika
+
+
+
+
+
-
-
-
++++
-----
Me-ze-
φ
el
-
-
-
+
+
+
+
Me+Z+ze-
Me+Z
tenjestwprzybliżeniuspełniony,jeżelielektrodymeta-
lowesąwkontakciezroztworamiichsolialbosąpo-
krytenierozpuszczalnymisolamitychmetali(np.AgCl,
Hg
2C1
2).
Należypamiętać,żewyrażenie1.55możnastosować
wwarunkachrównowagitermodynamicznej,dlatego
równanieNernstaniemożebyćwykorzystywanedo
obliczeniapotencjałuspoczynkowegożywejkomór-
ki.Niemniejniektórerodzajejonówmogąbyćwsta-
nierównowagitermodynamicznej,jaknp.jonychloru,
wwiększościkomórekzwierzęcych.Wówczaswzór
Nernstapozwalanawyliczeniestężeniajonówchloru
wkomórce,oileznanejeststężeniejonówchloruwśro-
dowisku,wktórymznajdujesiękomórka,iznanajest
różnicapotencjałówelektrycznychpanującychmiędzy
zewnętrznąiwewnętrznączęściąbłonykomórkowej.
Iodwrotnie,znającstężenia,możnaobliczyćpanującą
różnicępotencjałów,pamiętając,żerozkładjonówchlo-
rupoobustronachbłonykomórkowejniejestprzyczyną
panującegopotencjałuspoczynkowego.
∆V
φ
Me
Rycina1.3.Potencjałelektrodowy.SkokpotencjałuΔV-na
granicymetal-elektrolitwstanierównowagi.
1.4.3.
POTENCJAŁDYFUZYJNY
Me
∆V
1
c
1
ε
c
2
∆V
2
Me
Nagranicyzetknięciaroztworówelektrolitóworóżnych
stężeniachtworzysięróżnicapotencjałówelektrycznych:
∆V=φ
1-φ
2
(1.57)
zwanapotencjałemdyfuzyjnym.Jestonwynikiem
różnychszybkościdyfundującychjonówdodatnich
iujemnych.
Rozpatrująctworzeniesiępotencjałudyfuzyjnegona
granicyzetknięciasiędwóchroztworóworóżnychstę-
żeniachAgNO
3,należystwierdzić,żebodziectermody-
namicznywpostaciróżnicypotencjałówchemicznych
(różnicystężeń)wywołujeprzepływdyfuzyjnyjonów.
JonyNO
3
-poruszająsięzwiększąszybkościąniżjony
Ag+,wyprzedzającteostatnie,iprzenosząładunekujem-
nydoobszaruomniejszymstężeniu.Dlategonagrani-
cyelektrolitówtworzysiępodwójnawarstwaładunków
przeciwnegoznaku(ryc.1.5).
Powstałepoleelektryczneoróżnicypotencjałów
ΔV=φ
1-φ
2przyspieszadodatnieAg+,hamującjedno-
cześniejonyujemneNO
3
-,coprowadzidowyrówna-
niaszybkościjednychidrugichjonów.Dyfuzjazacho-
dzinieprzerwanie,aleczynnesądwaprzeciwstawne
bodźce:różnicapotencjałówchemicznychΔμiróżnica
potencjałówelektrycznychΔV.
Przyróżnicypotencjałówelektrycznych,zwanej
potencjałemdyfuzyjnym,nagranicyelektrolitówustala
sięstanstacjonarnywyrażającysięwzoremHender-
sona:
Rycina1.4.Ogniwostężeniowe.Siłaelektromotorycznajest
równaróżnicypotencjałówelektrodowychΕ=ΔV
1-ΔV
2.
SiłaelektromotorycznaEtakiegoogniwarówna
jestróżnicypotencjałówelektrodowychE=ΔV
1-ΔV
2
wynosi:
E
=
RT
zF
ln1
c
c
2
(1.56)
Potencjałelektrodowyodgrywaważnąrolęprzypo-
miarachelektrofizjologicznych,np.przymierzeniupo-
tencjałówbioelektrycznych.Potencjałyobydwuelektrod
używanychdopomiarówpowinnybyćtakiesame,mówi
sięwtedyoelektrodachniepolaryzujących.Warunek
'V
1
§
¨
¨
©
u
u
+
+
-
+
u
u
-
-
·
¸
¸
¹
|
RT
zF
ln1
c
c
2
(1.58)
gdzieu+iu-toruchliwościodpowiedniokationówianionów.
15
