Nernst պոտենցիալի և թաղանթային պոտենցիալի միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ Ներնստ պոտենցիալը ներուժ է բջջային մեմբրանի միջով, որը հակադրվում է մեմբրանի միջոցով որոշակի իոնի զուտ տարածմանը, մինչդեռ մեմբրանի պոտենցիալը տարբերությունն է էլեկտրական ներուժի միջև: Կենսաբանական բջջի ներքին և արտաքին էլեկտրական ներուժը:
Ներնստի պոտենցիալը և թաղանթային պոտենցիալը կարևոր տերմիններ են կենսաքիմիայում: Հաճախ մարդիկ այս տերմիններն օգտագործում են փոխադարձաբար, թեև դրանք մի փոքր տարբերություն ունեն:
Ի՞նչ է Nernst Potential?
Ներնստ պոտենցիալը (նաև կոչվում է հակադարձ պոտենցիալ) ներուժն է բջջային մեմբրանի միջով, որը հակադրվում է թաղանթով որոշակի իոնի զուտ տարածմանը:Այս տերմինն իր հիմնական կիրառությունն ունի կենսաքիմիայի մեջ: Ներնստի պոտենցիալը որոշելու համար մենք կարող ենք օգտագործել այդ հատուկ իոնի (որը փորձում է անցնել բջջային թաղանթով) կոնցենտրացիաների հարաբերակցությունը բջջի ներսում և բջիջից դուրս։ Բացի այդ, այս տերմինը նույնպես օգտակար է էլեկտրաքիմիայի մեջ՝ կապված էլեկտրաքիմիական բջիջների հետ: Ներնստի պոտենցիալը որոշելու համար մենք օգտագործում ենք Ներնստի հավասարումը։
Nernst հավասարումը մաթեմատիկական արտահայտություն է, որը ցույց է տալիս մեզ կապը էլեկտրաքիմիական բջիջի կրճատման պոտենցիալի և ստանդարտ կրճատման ներուժի միջև: Այս հավասարումն անվանվել է գիտնական Վալթեր Ներնստի անունով։ Ավելին, Nernst-ի հավասարումը կախված է էլեկտրաքիմիական օքսիդացման և նվազեցման ռեակցիաների վրա ազդող այլ գործոններից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և քիմիական տեսակների քիմիական ակտիվությունը, որոնք ենթարկվում են օքսիդացման և նվազեցման:
Ներնստի հավասարումը ստանալիս մենք պետք է հաշվի առնենք Գիբսի ազատ էներգիայի ստանդարտ փոփոխությունները, որոնք կապված են բջիջում տեղի ունեցող էլեկտրաքիմիական փոխակերպումների հետ: Էլեկտրաքիմիական բջիջի վերականգնողական ռեակցիան կարող է տրվել հետևյալ կերպ՝
Ox + z e– ⟶ Կարմիր
Թերմոդինամիկայի մեջ ռեակցիայի իրական ազատ էներգիայի փոփոխությունը կազմում է
E=Էրեդուկցիա – Էօքսիդացում
Մենք կարող ենք կապել Գիբսի ազատ էներգիան (ΔG) E-ի (պոտենցիալ տարբերությունը) հետևյալ կերպ՝
ΔG=-nF
Որտեղ n-ն էլեկտրոնների քանակն է, որոնք փոխանցվում են քիմիական տեսակների միջև ռեակցիայի առաջընթացի ժամանակ, F-ը Ֆարադեյի հաստատունն է: Եթե դիտարկենք ստանդարտ պայմանները, ապա հավասարումը հետևյալն է.
ΔG0=-nFE0
Մենք կարող ենք կապել ոչ ստանդարտ պայմանների Գիբսի ազատ էներգիան ստանդարտ պայմանների Գիբսի էներգիայի հետ հետևյալ հավասարման միջոցով:
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Այնուհետև մենք կարող ենք փոխարինել վերը նշված հավասարումները այս ստանդարտ հավասարման մեջ՝ ստանալով Ներնստի հավասարումը հետևյալ կերպ.
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Այդ դեպքում Ներնստի հավասարումը հետևյալն է.
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Ի՞նչ է մեմբրանի ներուժը:
Մեմբրանի պոտենցիալը (նաև հայտնի է որպես տրանսմեմբրանային ներուժ կամ թաղանթային լարում) տարբերությունն է ինտերիերի էլեկտրական ներուժի և կենսաբանական բջջի արտաքինի էլեկտրական ներուժի միջև: Դրանցից բջջի արտաքին էլեկտրական պոտենցիալը սովորաբար տրվում է միլիվոլտ միավորով (mV), և արժեքը տատանվում է -40 մՎ-ից մինչև -80 մՎ:
Կենսաբանության մեջ բոլոր կենդանիների բջիջներն ունեն շրջապատող թաղանթ, որը բաղկացած է լիպիդային երկշերտից, որը պարունակում է սպիտակուցներ, որոնք ներկառուցված են երկշերտում: Այս թաղանթը կարող է հանդես գալ որպես մեկուսիչ և որպես դիֆուզիոն խոչընդոտ, որը պահում է իոնների շարժումը: Կան տրանսմեմբրանային սպիտակուցներ, որոնք գործում են որպես իոնային փոխադրիչներ կամ իոնային պոմպեր։ Նրանք կարող են ակտիվորեն մղել իոնները մեմբրանի միջով, ստեղծելով կոնցենտրացիայի գրադիենտ մեմբրանի միջով:Այս իոնային պոմպերը և իոնային ալիքները էլեկտրականորեն համարժեք են մի շարք մարտկոցների և ռեզիստորների: Հետևաբար, այս բաղադրիչները կարող են լարում ստեղծել մեմբրանի երկու կողմերի միջև:
Գրեթե բոլոր պլազմային թաղանթներն ունեն էլեկտրական պոտենցիալ մեմբրանի վրայով, ունենալով բացասական լիցք ներսից և դրական լիցք՝ դրսից: Այս էլեկտրական պոտենցիալի երկու հիմնական գործառույթ կա՝ թույլ տալ, որ բջիջը գործի որպես մարտկոց և ազդանշանների փոխանցում բջջի տարբեր մասերի միջև:
Ո՞րն է տարբերությունը Nernst ներուժի և թաղանթային ներուժի միջև:
Ներնստի պոտենցիալը և թաղանթային պոտենցիալը կարևոր տերմիններ են կենսաքիմիայում: Հաճախ մարդիկ դրանք օգտագործում են փոխադարձաբար, թեև դրանք մի փոքր տարբերություն ունեն: Nernst պոտենցիալի և մեմբրանի պոտենցիալի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Nernst պոտենցիալը ներուժ է բջջային մեմբրանի միջով, որը հակադրվում է մեմբրանի միջով որոշակի իոնի զուտ տարածմանը, մինչդեռ մեմբրանի պոտենցիալը ներքին և էլեկտրական ներուժի միջև տարբերությունն է: կենսաբանական բջիջի արտաքին ներուժը:
Ամփոփում – Nernst Potential vs Membrane Potential
Ներնստի պոտենցիալը և թաղանթային պոտենցիալը կարևոր տերմիններ են կենսաքիմիայում: Nernst պոտենցիալի և մեմբրանի պոտենցիալի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Nernst պոտենցիալը ներուժ է բջջային մեմբրանի միջով, որը հակադրվում է մեմբրանի միջով որոշակի իոնի զուտ տարածմանը, մինչդեռ մեմբրանի պոտենցիալը ներքին և էլեկտրական ներուժի միջև տարբերությունն է: կենսաբանական բջիջի արտաքին տեսքի ներուժը:
