Опять задачка из подготовки к экзамену:
Мембрана [А] клетки пропускает через себя ионы натрия, но не ионы хлора. Клетку помещают в солевой раствор с концентрацией соли снаружи в десять раз выше, чем внутри клетки. В результате натрий диффундирует в клетку. Рассчитайте полученную разность потенциалов на клеточной мембране.
Ну а в равновесии химические потенциалы раствора и клетки должны быть одинаковыми. Позволять быть решением и что из клетки.
Предполагая, что соль находится в разбавленном растворе, я могу записать ее химический потенциал как где есть некоторая функция, не зависящая от числа частиц, и – число-концентрация ионов натрия в растворе.
Я бы предположил, что для ячейки у меня есть куда теперь я включаю напряжение, существующее на клеточной мембране.
Проблема в том, что теперь у меня есть два неизвестных: я не знаю конечную концентрацию ионов в ячейке и я не знаю конечное напряжение ионов в ячейке.
Альтернативная идея , но не уверен, что это имеет смысл: осмотическое давление определяется как давление, которое вы должны поднять, чтобы предотвратить возникновение осмоса, и это также давление, которое в конечном итоге нарастает, когда вы позволяете осмосу происходить. Могу ли я аналогичным образом получить конечное напряжение как напряжение, которое мне пришлось бы прикладывать вручную, чтобы вообще предотвратить диффузию?
Вы в основном делаете расчет батареи. Учитывая эти два решения, какова разница потенциалов между ними? В этом случае следует считать, что концентрации остаются неизменными.
На практике через мембрану проходит очень небольшое количество ионов натрия. Это движение заряда вызывает разницу напряжений между двумя сторонами, достаточную для балансировки потока.
Если бы вы ждали, пока система не достигнет полной стабильности, не было бы разницы потенциалов и не было бы потенциального напряжения. Поскольку мембрана пропускает только один из носителей заряда, вам придется предусмотреть другой путь для прохождения других зарядов. Т.е. вам придется замкнуть ячейку накоротко.
челонский