Нернстийн потенциал ба мембраны потенциал хоёрын гол ялгаа нь Нерстийн потенциал нь мембранаар тодорхой ионы цэвэр тархалтыг эсэргүүцэх эсийн мембранаар дамжин өнгөрөх потенциал, харин мембраны потенциал нь мембраны цахилгаан потенциалын ялгаа юм. биологийн эсийн гадна талын дотоод болон цахилгаан потенциал.
Нернст потенциал ба мембраны потенциал биохимийн чухал нэр томъёо юм. Ихэнхдээ хүмүүс эдгээр нэр томъёог хооронд нь сольж хэрэглэдэг боловч бага зэрэг ялгаатай байдаг.
Нернстийн потенциал гэж юу вэ?
Нернст потенциал (өөр урвуу потенциал гэж нэрлэдэг) нь мембранаар тодорхой ионы цэвэр тархалтыг эсэргүүцдэг эсийн мембранаар дамжин өнгөрөх потенциал юм. Энэ нэр томъёо нь биохимийн салбарт гол хэрэглээтэй. Нернстийн потенциалыг тодорхойлохын тулд бид эсийн доторх болон эсийн гаднах тодорхой ионы (эсийн мембранаар дамжин өнгөрөхийг оролдож буй) концентрацийн харьцааг ашиглаж болно. Нэмж дурдахад, энэ нэр томъёо нь цахилгаан химийн эсийн талаар цахилгаан химийн хувьд ашигтай байдаг. Нернстийн потенциалыг тодорхойлоход бидний ашигладаг тэгшитгэл нь Нернстийн тэгшитгэл юм.
Нернстийн тэгшитгэл нь цахилгаан химийн эсийн бууралтын потенциал болон стандарт бууралтын потенциал хоорондын хамаарлыг харуулсан математик илэрхийлэл юм. Энэ тэгшитгэлийг эрдэмтэн Вальтер Нернстийн нэрээр нэрлэсэн. Нэмж дурдахад Нернстийн тэгшитгэл нь исэлдэлт, бууралтад ордог химийн зүйлийн температур, химийн идэвхжил зэрэг цахилгаан химийн исэлдэлт ба бууралтын урвалд нөлөөлдөг бусад хүчин зүйлээс хамаарна.
Нернстийн тэгшитгэлийг гаргахдаа бид эсэд тохиолддог цахилгаан химийн хувиралтай холбоотой Гиббсийн чөлөөт энергийн стандарт өөрчлөлтийг авч үзэх хэрэгтэй. Цахилгаан химийн эсийн бууралтын урвалыг дараах байдлаар өгч болно:
Үхэр + z e– ⟶ Улаан
Термодинамикийн хувьд урвалын чөлөөт энергийн бодит өөрчлөлт нь, E=Эрэдукци – Эоксид
Бид Гиббсын чөлөөт энергийг (ΔG) E-тэй (боломжийн зөрүү) дараах байдлаар холбож болно:
ΔG=-nF
Энд n нь урвал явагдаж байх үед химийн зүйлийн хооронд шилжсэн электронуудын тоо, F нь Фарадей тогтмол юм. Хэрэв бид стандарт нөхцлүүдийг авч үзвэл тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна:
ΔG0=-nFE0
Бид стандарт бус нөхцлийн Гиббсын чөлөөт энергийг стандарт нөхцлийн Гиббсын энергитэй дараах тэгшитгэлээр холбож болно.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Тэгвэл бид дээрх тэгшитгэлүүдийг энэ стандарт тэгшитгэлд орлуулж, Nernst тэгшитгэлийг дараах байдлаар гаргаж болно:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Тэгвэл Нерстийн тэгшитгэл дараах байдалтай байна:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Мембранын потенциал гэж юу вэ?
Мембран потенциал (мөн мембраны потенциал эсвэл мембраны хүчдэл гэж нэрлэдэг) нь биологийн эсийн дотор талын цахилгаан потенциал ба гадна талын цахилгаан потенциалын хоорондох ялгаа юм. Тэдгээрийн дотроос эсийн гаднах цахилгаан потенциалыг ихэвчлэн милливольт (мВ) нэгжээр өгдөг бөгөөд утга нь -40 мВ-аас -80 мВ хооронд хэлбэлздэг.
Биологийн хувьд бүх амьтны эсүүд хоёр давхаргад шингэсэн уураг агуулсан липидийн давхар давхаргаас бүрдэх эргэн тойрон дахь мембрантай байдаг. Энэ мембран нь ионуудын хөдөлгөөнийг саатуулдаг тусгаарлагч болон тархалтын саад болж чаддаг. Ионы тээвэрлэгч эсвэл ионы шахуургын үүрэг гүйцэтгэдэг трансмембран уураг байдаг. Тэд ионуудыг мембранаар идэвхтэй түлхэж, мембран дээр концентрацийн градиент үүсгэдэг. Эдгээр ионы шахуургууд болон ионы сувгууд нь батерей болон резисторуудын багцтай цахилгаанаар тэнцүү байна. Тиймээс эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь мембраны хоёр талын хооронд хүчдэл үүсгэж болно.
Бараг бүх сийвэнгийн мембран нь мембраныг дамжих цахилгаан потенциалтай бөгөөд дотор талдаа сөрөг, гадна талдаа эерэг цэнэгтэй байдаг. Энэхүү цахилгаан потенциалын үндсэн хоёр үүрэг байдаг: эсийг батерейны үүргийг гүйцэтгэх, эсийн өөр өөр хэсгүүдийн хооронд дохио дамжуулах.
Нернст потенциал ба мембраны потенциал хоёр юугаараа ялгаатай вэ?
Нернст потенциал ба мембраны потенциал биохимийн чухал нэр томъёо юм. Ихэнхдээ хүмүүс тэдгээрийг хооронд нь сольж хэрэглэдэг, гэхдээ тэдгээр нь бага зэрэг ялгаатай байдаг. Нерстийн потенциал ба мембраны потенциал хоёрын гол ялгаа нь Нерстийн потенциал нь мембранаар дамжин тодорхой ионы цэвэр тархалтыг эсэргүүцэх эсийн мембран дээрх потенциал, харин мембраны потенциал нь дотоод болон цахилгааны цахилгаан потенциалын хоорондох ялгаа юм. биологийн эсийн гаднах боломж.
Хураангуй – Нернст потенциал ба мембраны потенциал
Нернст потенциал ба мембраны потенциал биохимийн чухал нэр томъёо юм. Нерстийн потенциал ба мембраны потенциал хоёрын гол ялгаа нь Нерстийн потенциал нь мембранаар дамжин тодорхой ионы цэвэр тархалтыг эсэргүүцэх эсийн мембран дээрх потенциал, харин мембраны потенциал нь дотоод болон цахилгааны цахилгаан потенциалын хоорондох ялгаа юм. биологийн эсийн гаднах боломж.
