Мал. 1 . Схема виникнення дифузійного потенціалу
Виникнення дифузійного потенціалу призводить до гальмування руху швидких та прискорення руху повільніших йонів. Величину дифузійного потенціалу обчислюють за рівнянням Гендерсона:
= * ln
де U - рухливість катіонів; V-рухливість аніонів.
Максимальну величину дифузійний потенціал має в розчинах кислот та лугів, оскільки у йонів Н3О+ і ОН- найбільша рухливість. Значно менша величина dв розчинах солей. Наприклад, на межі поділу 0,1 і 0,001 М розчинів НС1 дифузійний потенціал досягає величини 75 мВ, а на межі розчинів NaС1 тих самих концентрацій - 25 мВ.
Дифузійний потенціал виникає не тільки на межі поділу розчинів різної концентрації, а й у таких гальванічних колах, де контактують розчини з однаковою активністю йонів, але з різними за швидкістю руху катіонами чи аніонами.
Дифузійний потенціал суттєво ускладнює електрохімічні вимірювання, тому його зменшують. Для цього між розчинами різних концентрацій вміщують проміжний розчин будь-якої солі, швидкість руху обох йонів якої приблизно однакова, наприклад, розчини КС1,NH4СІ, NH4N03 тощо. З'єднання електродних розчинів здійснюють сифоном (сольовим містком), заповненим агар-агаром, настояним на концентрованому розчині однієї із вказаних солей.
Близьким за своєю природою до дифузійного є мембранний потенціал. Якщо між двома розчинами є мембрана, яка вибірково пропускає катіони і затримує аніони, то по обидві її сторони накопичуються йони протилежного знака і одна з них заряджається позитивно, а інша негативно, тобто виникає мембранний потенціал м. Дифузія катіонів крізь мембрану не є нескінченною, оскільки їх притягують аніони, що залишилися по інший бік мембрани. На мембрані встановлюється рівновага між швидкістю дифузії та її електричним полем, потенціал якого визначають за рівнянням Нернста для ЕРС концентраційного кола:
д =
де а] та а2- активності катіонів по різні боки мембрани, причому а1 >a2 Мембранні та дифузійні потенціали виникають у клітинах рослинних та тваринних організмів і призводять до утворення різних біопотенціалів та біострумів. Мембранний потенціал може існувати без змін тривалий час.
Як відомо, нервова клітина людини складається з тіла клітини та одного довгого відростка діаметром 10-5-10-7 м, який називають аксоном. Клітина та аксон, що відходить від неї, оточені мембраною, тому концентрація йонів усередині клітини відрізняється від концентрації тих самих йонів у зовнішньому середовищі. Йонний склад нервової клітини та середовища наведений у табл. 1.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 607 | Нарушение авторских прав
|