Galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un membrānas potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir potenciāls cauri šūnas membrānai, kas ir pretrunā konkrēta jona neto difūzijai caur membrānu, turpretim membrānas potenciāls ir atšķirība starp šūnas membrānas elektrisko potenciālu. bioloģiskās šūnas iekšpuse un elektriskais potenciāls ārpusē.
Nernsta potenciāls un membrānas potenciāls ir svarīgi termini bioķīmijā. Bieži vien cilvēki šos terminus lieto kā sinonīmus, lai gan tiem ir neliela atšķirība.
Kas ir Nernst potenciāls?
Nernsta potenciāls (saukts arī par apvērsuma potenciālu) ir potenciāls cauri šūnas membrānai, kas ir pretrunā konkrēta jona neto difūzijai caur membrānu. Šim terminam ir galvenie pielietojumi bioķīmijā. Lai noteiktu Nernsta potenciālu, mēs varam izmantot šī konkrētā jona (kas mēģina iziet cauri šūnas membrānai) koncentrāciju attiecību šūnā un ārpus šūnas. Turklāt šis termins ir noderīgs arī elektroķīmijā attiecībā uz elektroķīmiskajām šūnām. Vienādojums, ko mēs izmantojam, lai noteiktu Nernsta potenciālu, ir Nernsta vienādojums.
Nernsta vienādojums ir matemātiska izteiksme, kas parāda saistību starp elektroķīmiskās šūnas reducēšanas potenciālu un standarta reducēšanas potenciālu. Šis vienādojums tika nosaukts zinātnieka V altera Nernsta vārdā. Turklāt Nernsta vienādojums ir atkarīgs no citiem faktoriem, kas ietekmē elektroķīmiskās oksidācijas un reducēšanas reakcijas, piemēram, temperatūras un ķīmisko vielu ķīmiskās aktivitātes, kuras tiek oksidētas un reducētas.
Atvasinot Nernsta vienādojumu, mums ir jāņem vērā standarta izmaiņas Gibsa brīvajā enerģijā, kas ir saistīta ar elektroķīmiskām transformācijām, kas notiek šūnā. Elektroķīmiskās šūnas reducēšanas reakciju var norādīt šādi:
Ox + z e– ⟶ Sarkans
Termodinamikā faktiskā reakcijas brīvās enerģijas maiņa ir
E=Eredukcija – Eoksidācija
Mēs varam saistīt Gibsa brīvo enerģiju (ΔG) ar E (potenciālo starpību) šādi:
ΔG=-nF
Kur n ir elektronu skaits, kas tiek pārnesti starp ķīmiskajām sugām reakcijas gaitā, F ir Faradeja konstante. Ja ņemam vērā standarta nosacījumus, tad vienādojums ir šāds:
ΔG0=-nFE0
Mēs varam saistīt Gibsa brīvo enerģiju nestandarta apstākļos ar Gibsa enerģiju standarta apstākļos, izmantojot šādu vienādojumu.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Tad mēs varam aizstāt iepriekš minētos vienādojumus ar šo standarta vienādojumu, lai iegūtu Nernsta vienādojumu šādi:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Tad Nernsta vienādojums ir šāds:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Kas ir membrānas potenciāls?
Membrānas potenciāls (pazīstams arī kā transmembrānas potenciāls vai membrānas spriegums) ir atšķirība starp bioloģiskās šūnas iekšējās daļas elektrisko potenciālu un ārpuses elektrisko potenciālu. Tostarp elementa ārējais elektriskais potenciāls parasti tiek norādīts milivoltu (mV) vienībā, un vērtība svārstās no -40 mV līdz -80 mV.
Bioloģijā visām dzīvnieku šūnām ir apkārtējā membrāna, kas sastāv no lipīdu divslāņa, kas satur proteīnus, kas ir iestrādāti divslānī. Šī membrāna var darboties kā izolators un kā difūzijas barjera, kas notur jonu kustību. Ir transmembrānas proteīni, kas darbojas kā jonu transportieri vai jonu sūkņi. Tie var aktīvi virzīt jonus pāri membrānai, izveidojot koncentrācijas gradientu pāri membrānai. Šie jonu sūkņi un jonu kanāli ir elektriski līdzvērtīgi akumulatoru un rezistoru komplektam. Tāpēc šīs sastāvdaļas var radīt spriegumu starp abām membrānas pusēm.
Gandrīz visām plazmas membrānām ir elektriskais potenciāls pāri membrānai, kam ir negatīvs lādiņš iekšpusē un pozitīvs lādiņš ārpusē. Šim elektriskā potenciālam ir divas pamatfunkcijas: ļaut elementam darboties kā akumulatoram un pārraidīt signālus starp dažādām šūnas daļām.
Kāda ir atšķirība starp Nernsta potenciālu un membrānas potenciālu?
Nernsta potenciāls un membrānas potenciāls ir svarīgi termini bioķīmijā. Bieži vien cilvēki tos izmanto savstarpēji aizstājot, lai gan tiem ir neliela atšķirība. galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un membrānas potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir potenciāls pāri šūnas membrānai, kas ir pretrunā konkrēta jona neto difūzijai caur membrānu, turpretim membrānas potenciāls ir atšķirība starp iekšējās un elektriskās potenciālu. bioloģiskās šūnas ārpuses potenciāls.
Kopsavilkums - Nernsta potenciāls pret membrānas potenciālu
Nernsta potenciāls un membrānas potenciāls ir svarīgi termini bioķīmijā. galvenā atšķirība starp Nernsta potenciālu un membrānas potenciālu ir tāda, ka Nernsta potenciāls ir potenciāls pāri šūnas membrānai, kas ir pretrunā konkrēta jona neto difūzijai caur membrānu, turpretim membrānas potenciāls ir atšķirība starp iekšējās un elektriskās potenciālu. bioloģiskās šūnas ārpuses potenciāls.
