Мембранный потенциал измерение

Стехиометрические соотношения в натрий-калиевом насосе весьма своеобразны. При распаде каждой молекулы АТР из клетки выкачиваются 3 иона натрия, а извне в клетку накачиваются 2 иона калия. Поскольку из клетки выкачивается больше положительно заряженных ионов, чем пО падает в нее, внутри клетки создается избыточный отрицательный заряд. Наличие отрицательного заряда внутри клетки было установлено уже давно путем измерения электрического мембранного потенциала (разд. Б.З). Поскольку клеточная мембрана все же проницаема для ионов К+, возникновение мембранного потенциала приводит к диффузии этих ионов через мембрану внутрь клетки, что обусловливает частичную нейтрализацию отрицательно-го заряда на мембране. Когда скорость пассивной диффузии уравновешивает мем бран- [c.363]

Больщинство авторов для объяснения суспензионного эффекта привлекает теорию равновесия Доннана. Рассмотрим более подробно измерение мембранного потенциала в цепи Доннана, а также измерение суспензионного эффекта и покажем их идентичность. [c.309]

Анионы раствора не влияют на величину разности электрических потенциалов, так как оии не проникают внутрь стекла. Необходимо отметить еще одну особенность стеклянного электрода. Если по обе стороны тонкой стеклянной мембраны (или пленки) находятся растворы с одинаковой концентрацией то в цепи IV мембранный потенциал должен быть равен нулю. Однако в этом случае всегда наблюдается скачок потенциала, который называется потенциалом асимметрии. Это означает, что на внутренней и внешней поверхностях стеклянного электрода возникают различные по величине потенциалы, что объясняется различием свойств внутренней и внешней поверхностей, возникающим, вероятно, при изготовлении электрода. Поэтому при измерении pH растворов стеклянным электродом необходимо учитывать потенциал асимметрии или определять pH по калибровочной кривой. Для уменьшения потенциала асимметрии стеклянные электроды длительное время выдерживают в воде или в растворе 0,1 и. H I. [c.578]

Рис. 135. Схема установки для измерения мембранного потенциала.

Экспериментальные методы. Из общего уравнения мембранного потенциала (41) следует, что коэффициент селективности может быть экспериментально определен на основании величин э. д. с., измеренных в растворах, содержащих либо основной ион с потенциалом ( О, либо ион, относительно которого устанавливают селективность электрода (потенциал Е2). Если ах = ав, то [c.114]

Следует заметить, что при измерениях в одной клетке измеряемый потенциал необходимо корректировать на величину ее мембранного потенциала. Последний измеряют с помощью микропипетки, введенной в клетку и соединенной с электродом сравнения. [c.221]

Числа переноса в мембранах часто вычисляют из данных по измерению мембранного потенциала. Если число перенос. равно единице, то говорят, что мембрана обладает идеальной селективной проницаемостью при этом мембранный потенциал дается формулой Нернста НТ 1Р) п а у а , где значения а определяются концентрациями электролита по обе стороны мембраны. Если число переноса катиона внутри мембраны +, то термодинамическая формула для мембранного потенциала (измеренного, например, с помощью каломельных электродов, соединенных с обеими сторонами солевыми мостиками) будет иметь следующий вид (2 +— 1)(/ 7 //= ) 1п(а+)2/(а )1. Итак, величину можно вычислить из измерения мембранного потенциала. [c.166]

Б. Как и ожидалось, замена хлорида натрия хлоридом холина приводит к исчезновению потенциала действия, так как последний обусловлен работой особых каналов для Na . Как показывают приведенные выше расчеты, разность концентраций Na через мембрану определяет величину потенциала действия, который возникает в результате входа Na в клетку. Таким образом, если концентрация Na снаружи клетки снижается до половины от нормальной величины, то, согласно расчету, должен уменьшиться вдвое и мембранный потенциал. Измерения потенциала действия для разных смесей хлорида холина и хлорида натрия подтверждают эти ожидания. [c.324]

Методы изучения ионных каналов основаны главным образом на том факте, что ионный ток-это род электрического тока, который может быть измерен почти мгновенно с высокой точностью и чувствительностью. Обычно для этого в клетку, мембрана которой содержит изучаемые каналы, вводят два микроэлектрода (рис. 18-10). Одним из этих двух внутриклеточных электро-дов измеряют величину мембранного потенциала относительно третьего электрода, находящегося в среде, в которую помещена клетка. Другой электрод используют для пропускания тока, который можно измерять. Если ток направлен внутрь клеткн, так что внутренний заряд изменяется в положительную сторону, то мембранный потенциал становится менее отрицательным по сравнению с нормальным потенциалом покоя. Сдвиг потенциала в этом направлении называют деполяризацией. При обратном направлении тока мембранный потенциал становится, напротив, более отрицательным, т.е. происходит гиперполяризация. И в том и в другом случае изменение мембранного потенциала приводит к возникновению ионного тока через мембранные каналы, уравновешивающего ток, пропускаемый с помощью электрода. Мембранный потенциал поддерживается на постоянном уровне тогда и только тогда, когда внутриклеточный заряд не уменьшается и не увеличивается или, иными словами, тогда и только тогда, когда ионный ток, протекающий через мембранные каналы, в точности равен и противоположен по направлению току, подводимому через электрод. Следовательно, если мембранный потенциал остается на постоянном уровне, то по величине тока, протекающего по электроду, можно судить о токе через мембранные каналы. Таким образом, этот электрод служит одновременно и для контроля мембранного потенциала, и для измерения тока, проходящего через каналы. В качестве дополнительного усовершенствования можно с помощью надлежащей электронной схемы автоматически регулировать подачу тока в зависимости от сигнала с электрода, измеряющего потенциал, таким образом, чтобы удерживать мембранный потенциал на любом заданном уровне V. Такой метод называют фиксацией напряжения, а задаваемое значение V-командным потенциалом. Устанавливая разные значения командного потенциала и измеряя при этом ток, необходимый для их поддержания, можно исследовать зависимость мембранной проводимости от мембранного потенциала. [c.80]

Можно видеть, что отношение измеренного мембранного потенциала к потенциалу, максимально возможному для полностью селективно проницаемой мембраны, очень близко к величине Р, определяемой из уравнения (10). Между отношением ЕЩо и свойством селективной проницаемости, определяемым уравнением (10), не существует зависимости, выраженной какой-либо формулой. Величины, вычисленные по уравнениям (8) и (10), могут приближаться друг к другу по числовому значению только в случае электролита, катион и анион которого имеют в водном растворе почти одинаковые подвижности, например хлористого калия. Только в этом и подобном ему электролитах отношение / о будет иметь какое-то значение при оценке мембран. [c.158]

См. лит. при ст. Иониты. А. Б. Пашков. ИОН-РАДИКАЛЫ, заряженные своб. радикалы. См. Катион-радикалы, Анион-радикалы. ИОНСЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ, состоят из мембраны, проницаемой только для определ. электродно-активных ионов, и стандартного р-ра, содержащего эти ионы. Разность электрич. потенциалов, устанавливающаяся между И. 9. и исследуемым р-ром электролита, зависит от конц. (активности) этих ионов в р-ре и может служить для ее определения (см. Мембранный потенциал). В принципе это определение сводится к измерению эдс Е гальванич. элемента, составл. из соприкасающихся исследуемого и стандартного р-ров, в каждый из к-рых погружены идентичные И. э. Конц. с ионов в р-ре вычисляют по ф-ле [c.227]

Рассмотренная модель предполагает, что для [НзО ]б = [НзО ] мембранный потенциал равен нулю. В действительности, даже при таких условиях, когда в качестве электрода сравнен 1я используют хлорсеребряный электрод, наблюдается известная, хотя и очень малая, разница потенциалов между двумя электродами, называемая потенциалом асимметрии. Считается, что причина возникновения потенциала асимметрии — неодинаковое состояние стеклянной поверхности двух сторон сферической мембраны внутренней стороны на нее действуют силы сжатия, а с внешней — растяжения. Наличие потенциала асимметрии не приводит к особенным затруднениям при измерении, так как он входит в константу К уравнения (XI. 43), которая легко определяется и устраняется при использовании известного буферного раствора. Так как потенциал асимметрии Данного электрода не является постоянной величиной, а меняется, хотя и медленно, со временем, это заставляет проводить частую проверку показаний стеклянного электрода с помощью буферных растворов, значения pH которых известны, [c.340]

Метод с использованием сульфидсеребряного ионселективного электрода основан на измерении мембранного потенциала, который зависит от активности ионов серебра в анализируемом растворе. При десятикратном изменении концентрации серебра потенциал сульфидсеребряного электрода изменяется на 59,2 мВ. При концентрации серебра 10 М определению не мешает присутствие 0,0004 мг/л кальция, 0,01 мг/л магния, 0,32 мг/л аммония, 0,09 мг/л сульфат-ионов, 0,03 мг/л бикарбонат-ионов, 0,03 мг/л ацетат-ионов. [c.127]

Большое значение имеет измерение ионных активностей в растворах с применением ионитовых мембран по методу, аналогичному определению значения pH с помощью стеклянного электрода. Ионитовая мембрана, разделяющая два раствора одно-одновалентного электролита с различными концентрациями, вызывает увеличение мембранного потенциала Е , определяемого по уравнению (2.40). [c.123]

В больщинстве случаев И. э. представляет собой устройство, осн. элементом к-рого является мембрана, проницаемая только для определенного иона. Между р-рами электролитов, разделенных мембраной, устанавливается стабильная разность потенциалов, к-рая алгебраически складывается из двух межфазных скачков потенциала и диффузионного потенциала, возникающего внутри мембраны (см. Мембранный потенциал). Измерение концентрации определяемого иона в принципе возможно по значению эдс гальванич. элемента, составленного из находящихся в контакте исследуемого и стандартного р-ров, в каждый из к-рых погружены идентичные И. э., избирательно чувствительные к определяемому иону концентрация этого иона в стандартном р-ре СдТочно известна. Для практич. измерений гальванич. элемент составляют из И, э. и электрода сравнения (напр., хлоросеребряного), к-рые сначала погружают в стандартный, а затем в исследуемый р-р разность соответствующих эдс равна Е. Состав стандартного р-ра должен быть по возможности близок к составу измеряемого. Искомую концентрацию с вычисляют по ур-нию [c.265]

Сравнение числа элементарных зарядов, приходящихся на молекулу яичного альбумина при pH 7,1, но данным титрования, измерения электрофоретической подвижности и мембранного потенциала [12, 10] [c.62]

Применение ион-селективных электродов основывается на измерении мембранных потенциалов. Эти потенциалы определяются косвенным методом из величины э.д. с. электрохимической ячейки, состоящей из мембраны, разделяющей растворы (1 и 2), в которые помещены два электрода сравнения (внутренний и внешний). При соответствующем составе и строении мембраны ее потенциал зависит только от активности данного иона по обе стороны мембраны. Никакой другой процесс, протекающий в мембране, не влияет на мембранный потенциал. [c.12]

Для гелей желатины мембранный потенциал точно отвечает измеренной разности концентраций ионов (Ж. Леб), но в структурах коллагена возможны расхождения (А. Н. Михайлов). Доннановский эффект наблюдается также при набухании гелей (стр. 188). [c.111]

В случае непроницаемой для ионов В, С,. .. мембраны уравнение (П1.90) превращается в уравнение Нернста. Таким образом, ад можно вычислить из найденных значений мембранного потенциала и известного значения ад активности в растворе сравнения. Если же ионы В, С,. .. проникают в мембрану, уравнение (HI.90) также превращается в уравнение Нернста, но при условии исчезновения коэффициента Diy lDj yi (i ф А). Однако значения этих отношений можно вычислить измерением БИП соответствующих систем ВУ/АУ, СУ/АУ,. .. с равными активностями в обоих растворах. [c.74]

Для гелей желатины мембранный потенциал точно отвечает измеренным различиям в концентрации ионов (Леб), но в структурах коллагена возможны расхождения (А. Михайлов). Доннановский эффект наблюдается также при набухании гелей (стр. 211). В организме доннановский эффект имеет большое значение для распределения электролитов между кровью и лимфой, для возникновения биопотенциалов, но следует учитывать, что условия в организме могут быть далеки от равновесия, ввиду зависимости распределения ионов от ряда сопряженных процессов обмена (углеводно-фосфорного и др.). Например, в клетках Уа1ота, живущих в морской воде, концентрации ионов внутри и снаружи [c.125]

Н. С. Свердловой. Был сконструирован специальный прибор для проведения таких измерений (рис. 93) ib виде U-образной трубки с горловиной (5) для введения эмульсии. Электроды Ag Ag l (/, 2) вводились в нижние ответвления прибора (<3, 4), наполненные растворами КС1 различной концентрации. Кроме опытов с эмульсиями было проведено несколько опытов с пенами. Наличие мембраны, изменяющей числа переноса ионов, между двумя растворами электролита различной концентрации, приводит к появлению мембранного потенциала, по величине которого можно вычислить числа переноса в мембране. Число переноса иона калия в мембране рассчитывалось по известной формуле [c.150]

Примером может служить исследование, выполненное 3. П. Козьминой и Е. И. Старовойтовой по изучению влияния химической природы поверхности на электрокинетические свойства мембран — --потенциал и изменение чисел переноса. Были взяты -коллодиевые мембраиы различной пористости, на которых были проведены измерения чисел переноса по аналитической методике и -потенциала по электроосмосу в 0,01н. КС1. Затем эти мембраны подвергались процессу денитрации раствором сульфо-гидрата аммония с заменой групп N0 на группы ОН . [c.154]

Описанный полевой транзистор можно трансформировать в ИСПТ, заменив металлический затвор ионоселективной мембраной. В этом случае величина f/ будет зависеть не только от i/n и потенциала электрода сравнения, но и от потенциала на границе раздела раствор/мембрана, С помощью мембран, потенциал которых зависит от концентрации ионов в растворе, ИСПТ приобретают химическую селективность, В ИСПТ применяют те же мембраны, которые разработаны для ИСЭ и описаны выше. Из неорганических материалов наилучшими х актеристиками обладают АЬОз и ТагОз, обеспечивающие наклон зависимости 7, от pH, равный 52-58 мВ/рН при времени срабатывания не более нескольких секунд, В настоящее время ИСПТ для измерения pH коммерчески доступны. Разработаны ИСПТ на основе бромида серебра, селективные к бромид-ионам, алюмосиликатного и боросиликатного [c.218]

В основе ионометрического определения фторид-ионов в растворе лежит измерение мембранного потенциала фторидселективного электрода, который зависит от содержания фторидов в анализируемом растворе. [c.122]

Второй главнейшей качественной характе ристикой. мембран является их селективность (ионополупроницаемость). Селективность мембран может быть охарактеризована непосредственно путем измерения чисел переноса или косвенным путем ло величине мембранного (диффузионного) потенциала. Возникновение мембранного потенциала объясняется следующим образом. При соприкоснавении двух растворов электролитов различной концентрации, вследствие разной скорости диффузии ионов разного знака, возникает диффузионный потенциал. Если подвижности ионов разного знака близки между собой,, то величина диффузионного потенциала на границе этих растворов будет ничтожной. [c.149]

Если растворы содержат один электролит при разной концентрации, потенциал называют концентрационным когда два раствора содержат несколько типов противоиона, потенциал называют многоионным (МИП). Он отличается от биионного потенциала (БИП), возникающего в особом случае. При использовании этих обозначений обычно подразумевается, что рассматриваемая система находится при постоянных температуре и давлении. В опытах, поставленных для непосредственного измерения мембранных потенциалов, применялись мосты из соли и потенциал на границе двух жидкостей либо считался равным нулю, либо подсчитывалось его примерное значение по формуле Гендерсона [см. уравнение (2.55)]. Мембранный потенциал интенсивно изучается, так как он представляет большой теоретический интерес вследствие своего влияния на определенные биологические процессы, а также на характеристику мембраны. Описание мембранного потенциала дали Шпиглер и Вилли [594]. [c.74]

Не всегда понимают, однако, что существуют две причины, которые могут привести к расхождению между результатами измерения чисел переноса по этим двум методам. Во-первых, если мебрана тонка, то вода может диффундировать через нее во время измерения мембранного потенциала, разбавляя таким [c.166]

Электродом сравнения может быть Ag-Ag l-элeктpoд в растворах хлоридов (жидкостная ячейка без переноса или элемент без жидкостного соединения) или каломельный электрод, соединенный КСЬагаровым мостиком с раствором (ячейка с жидкостным соединением). В первом случае измеряемая э. д. с. ячейки составляется из электродного и мембранного потенциалов, во втором — равна мембранному потенциалу. Эти измерения мембранного потенциала не свободны от неопределенности, поскольку сопряжены с некоторыми допущениями нетермодинамического характера (например, относительно коэффициентов активности отдельного иона 3 67 [c.67]

Если в ячейке, содержащей мембрану, для измерения ее э. д. с. используют анионобратимые вспомогательные электроды, то электродный потенциал между двумя такими электродами определяется уравнением (П1.15), т. е. [c.72]

Здесь il измеряют непосредственно при прохождении тока / и скаж) определяют из результатов измерения мембранного потенциала М — молекулярная масса растворителя т — моляльность раствора — число переноса воды (число моль воды, переносимых при прохождении 1 фарадея электричества). [c.99]

Автором книги дан обзор [34] различных теорий мембранного потенциала и оценка уравнения (III.82) Скэтчарда применительно к поведению трех мембран с изменяющейся в тирских пределах плотностью фиксированных зарядов X, а именно сшитых полиметакриловой (X 3m) и сульфированной фенолформ-альдегидной мембран (X Im), а также необработанной коллодиевой мембраны (X =< Ю т). Численное интегрирование уравнения (III.82) с использованием экспериментально определенных достоверных значений и для различных моляльностей внешнего раствора дало значения Е, отличающиеся не более чем на 1 мВ от измеренных. Авторы работ [35, 36] также нашли соответствие указанных значений при изучении продажных ионообменных мембран. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология