Avainero Nernst-potentiaalin ja kalvopotentiaalin välillä on se, että Nernst-potentiaali on solukalvon läpi kulkeva potentiaali, joka vastustaa tietyn ionin nettodiffuusiota kalvon läpi, kun taas kalvopotentiaali on solukalvon sähköpotentiaalin välinen ero. biologisen solun sisäpuoli ja sähköpotentiaali.
Nernst-potentiaali ja kalvopotentiaali ovat tärkeitä termejä biokemiassa. Usein ihmiset käyttävät näitä termejä vaihtokelpoisina, vaikka niillä on pieni ero.
Mikä on Nernst-potentiaali?
Nernst-potentiaali (kutsutaan myös käänteispotentiaaliksi) on potentiaali solukalvon läpi, joka vastustaa tietyn ionin nettodiffuusiota kalvon läpi. Tällä termillä on tärkeimmät sovelluksensa biokemiassa. Nernst-potentiaalin määrittämiseksi voimme käyttää kyseisen ionin (joka yrittää kulkea solukalvon läpi) pitoisuuksien suhdetta solun sisällä ja sen ulkopuolella. Lisäksi tämä termi on hyödyllinen myös sähkökemiassa sähkökemiallisten kennojen suhteen. Yhtälö, jota käytämme Nernstin potentiaalin määrittämiseen, on Nernstin yhtälö.
Nernst-yhtälö on matemaattinen lauseke, joka näyttää meille sähkökemiallisen kennon pelkistyspotentiaalin ja standardin pelkistyspotentiaalin välisen suhteen. Tämä yhtälö on nimetty tiedemies W alther Nernstin mukaan. Lisäksi Nernstin yhtälö riippuu muista tekijöistä, jotka vaikuttavat sähkökemiallisiin hapetus- ja pelkistysreaktioihin, kuten lämpötila ja kemiallisten lajien kemiallinen aktiivisuus, jotka läpikäyvät hapettumisen ja pelkistyksen.
Nernst-yhtälöä johdettaessa meidän on otettava huomioon Gibbsin vapaan energian standardimuutokset, jotka liittyvät solussa tapahtuviin sähkökemiallisiin muutoksiin. Sähkökemiallisen kennon pelkistysreaktio voidaan antaa seuraavasti:
Ox + z e– ⟶ Punainen
Termodynamiikassa reaktion todellinen vapaaenergian muutos on
E=Eduktio – Hapettuminen
Voimme suhteuttaa Gibbsin vapaan energian (ΔG) E:hen (potentiaaliero) seuraavasti:
ΔG=-nF
Missä n on kemiallisten lajien välillä reaktion edetessä siirtyneiden elektronien lukumäärä, F on Faradayn vakio. Jos otamme huomioon vakioehdot, yhtälö on seuraava:
ΔG0=-nFE0
Voimme suhteuttaa epästandardien olosuhteiden Gibbsin vapaan energian standardiolosuhteiden Gibbsin energiaan seuraavan yhtälön avulla.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Sitten voimme korvata yllä olevat yhtälöt tähän vakioyhtälöön saadakseen Nernst-yhtälön seuraavasti:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Sitten Nernst-yhtälö on seuraava:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Mikä on kalvopotentiaali?
Membraanipotentiaali (tunnetaan myös nimellä transmembraanipotentiaali tai kalvojännite) on ero biologisen solun sisäpuolen sähköpotentiaalin ja ulkopuolen sähköpotentiaalin välillä. Niistä kennon ulkoinen sähköpotentiaali annetaan yleensä millivolttien yksiköissä (mV), ja arvo vaihtelee välillä -40 mV - -80 mV.
Biologiassa kaikkia eläinsoluja ympäröi kalvo, joka koostuu lipidikaksoiskerroksesta, joka sisältää proteiineja, jotka on upotettu kaksoiskerrokseen. Tämä kalvo voi toimia eristimenä ja diffuusioesteenä, joka pitää ionien liikkeen. On olemassa transmembraanisia proteiineja, jotka toimivat ionien kuljettajina tai ionipumppuina. Ne voivat aktiivisesti työntää ioneja kalvon poikki ja muodostaa pitoisuusgradientin kalvon poikki. Nämä ionipumput ja ionikanavat vastaavat sähköisesti paristoja ja vastuksia. Siksi nämä komponentit voivat luoda jännitteen kalvon kahden sivun välille.
Melkein kaikilla plasmamembraaneilla on sähköpotentiaali kalvon poikki, negatiivinen varaus sisäpuolella ja positiivinen varaus ulkopuolelta. Tällä sähköpotentiaalilla on kaksi perustoimintoa: kennon salliminen toimia akkuna ja signaalien välittäminen solun eri osien välillä.
Mitä eroa on Nernst-potentiaalilla ja kalvopotentiaalilla?
Nernst-potentiaali ja kalvopotentiaali ovat tärkeitä termejä biokemiassa. Usein ihmiset käyttävät niitä vaihtokelpoisina, vaikka niillä on pieni ero. avainero Nernst-potentiaalin ja kalvopotentiaalin välillä on, että Nernst-potentiaali on potentiaali solukalvon läpi, joka vastustaa tietyn ionin nettodiffuusiota kalvon läpi, kun taas kalvopotentiaali on ero sisäpuolen sähköpotentiaalin ja sähköisen potentiaalin välillä. biologisen solun ulkopuolen potentiaalia.
Yhteenveto – Nernst Potential vs Membrane Potential
Nernst-potentiaali ja kalvopotentiaali ovat tärkeitä termejä biokemiassa. avainero Nernst-potentiaalin ja kalvopotentiaalin välillä on, että Nernst-potentiaali on potentiaali solukalvon läpi, joka vastustaa tietyn ionin nettodiffuusiota kalvon läpi, kun taas kalvopotentiaali on ero sisäpuolen sähköpotentiaalin ja sähköisen potentiaalin välillä. biologisen solun ulkopuolen potentiaali.
