Die sleutelverskil tussen Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is dat Nernst-potensiaal die potensiaal oor 'n selmembraan is wat die netto diffusie van 'n spesifieke ioon deur die membraan teenstaan, terwyl membraanpotensiaal die verskil is tussen die elektriese potensiaal van die binnekant en die elektriese potensiaal van die buitekant van 'n biologiese sel.
Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is belangrike terme in biochemie. Dikwels gebruik mense hierdie terme uitruilbaar, al het hulle 'n effense verskil.
Wat is Nernst-potensiaal?
Nernst-potensiaal (ook genoem as omkeerpotensiaal) is die potensiaal oor 'n selmembraan wat die netto diffusie van 'n spesifieke ioon deur die membraan teenstaan. Hierdie term het sy belangrikste toepassings in biochemie. Om die Nernst-potensiaal te bepaal, kan ons die verhouding van die konsentrasies van daardie spesifieke ioon (wat deur die selmembraan probeer beweeg) binne die sel en buite die sel gebruik. Daarbenewens is hierdie term ook nuttig in elektrochemie met betrekking tot elektrochemiese selle. Die vergelyking wat ons gebruik om die Nernst-potensiaal te bepaal, is die Nernst-vergelyking.
Nernst-vergelyking is 'n wiskundige uitdrukking wat vir ons die verband tussen die reduksiepotensiaal en die standaard reduksiepotensiaal van 'n elektrochemiese sel wys. Hierdie vergelyking is vernoem na die wetenskaplike W alther Nernst. Boonop hang die Nernst-vergelyking af van die ander faktore wat elektrochemiese oksidasie- en reduksiereaksies beïnvloed, soos temperatuur en chemiese aktiwiteit van die chemiese spesies wat oksidasie en reduksie ondergaan.
Wanneer ons die Nernst-vergelyking aflei, moet ons die standaardveranderinge in Gibbs vrye energie oorweeg wat geassosieer word met elektrochemiese transformasies wat in die sel plaasvind. Die reduksiereaksie van 'n elektrochemiese sel kan soos volg gegee word:
Ox + z e– ⟶ Rooi
In termodinamika is die werklike vrye energieverandering van die reaksie, E=Ereduksie – Eoksidasie
Ons kan die Gibbs vrye energie (ΔG) soos volg met die E (potensiaalverskil) in verband bring:
ΔG=-nF
Waar n die aantal elektrone is wat tussen chemiese spesies oorgedra word wanneer die reaksie vorder, F is die Faraday-konstante. As ons die standaardtoestande in ag neem, dan is die vergelyking soos volg:
ΔG0=-nFE0
Ons kan Gibbs vrye energie van nie-standaard toestande in verband bring met die Gibbs energie van standaard toestande via die volgende vergelyking.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Dan kan ons die bogenoemde vergelykings in hierdie standaardvergelyking vervang om die Nernst-vergelyking soos volg te kry:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Dan is die Nernst-vergelyking soos volg:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Wat is membraanpotensiaal?
Membraanpotensiaal (ook bekend as transmembraanpotensiaal of membraanspanning) is die verskil tussen die elektriese potensiaal van die binnekant en die elektriese potensiaal van die buitekant van 'n biologiese sel. Onder hulle word die eksterne elektriese potensiaal van 'n sel gewoonlik gegee in die eenheid van millivolt (mV), en die waarde wissel van -40 mV tot -80 mV.
In biologie het alle dierselle 'n omringende membraan wat bestaan uit 'n lipied-dubbellaag wat proteïene bevat wat in die dubbellaag ingebed is. Hierdie membraan kan optree as 'n isolator en as 'n diffusieversperring wat die beweging van ione hou. Daar is transmembraanproteïene wat as ioonvervoerders of ioonpompe optree. Hulle kan aktief ione oor die membraan stoot, wat 'n konsentrasiegradiënt oor die membraan tot stand bring. Hierdie ioonpompe en ioonkanale is elektries gelykstaande aan 'n stel batterye en resistors. Daarom kan hierdie komponente 'n spanning tussen die twee kante van die membraan skep.
Byna alle plasmamembrane het 'n elektriese potensiaal oor die membraan, met 'n negatiewe lading aan die binnekant en 'n positiewe lading aan die buitekant. Daar is twee basiese funksies van hierdie elektriese potensiaal: om 'n sel toe te laat om as 'n battery te funksioneer en oordrag van seine tussen verskillende dele van 'n sel.
Wat is die verskil tussen Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal?
Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is belangrike terme in biochemie. Dikwels gebruik mense hulle uitruilbaar, alhoewel hulle 'n effense verskil het. Die sleutelverskil tussen Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is dat die Nernst-potensiaal die potensiaal oor 'n selmembraan is wat die netto diffusie van 'n spesifieke ioon deur die membraan teenstaan, terwyl membraanpotensiaal die verskil is tussen die elektriese potensiaal van die binnekant en die elektriese potensiaal van die buitekant van 'n biologiese sel.
Opsomming – Nernst-potensiaal vs Membraanpotensiaal
Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is belangrike terme in biochemie. Die sleutelverskil tussen Nernst-potensiaal en membraanpotensiaal is dat die Nernst-potensiaal die potensiaal oor 'n selmembraan is wat die netto diffusie van 'n spesifieke ioon deur die membraan teenstaan, terwyl membraanpotensiaal die verskil is tussen die elektriese potensiaal van die binnekant en die elektriese potensiaal van die buitekant van 'n biologiese sel.
