Nøgleforskellen mellem Nernst-potentialet og membranpotentialet er, at Nernst-potentialet er potentialet over en cellemembran, der modsætter sig nettodiffusionen af en bestemt ion gennem membranen, hvorimod membranpotentialet er forskellen mellem det elektriske potentiale af indre og det elektriske potentiale af det ydre af en biologisk celle.
Nernst-potentiale og membranpotentiale er vigtige termer inden for biokemi. Ofte bruger folk disse udtryk i flæng, selvom de har en lille forskel.
Hvad er Nernst-potentiale?
Nernst-potentiale (også kaldet vendingspotentiale) er potentialet over en cellemembran, der modsætter sig nettodiffusionen af en bestemt ion gennem membranen. Dette udtryk har sine vigtigste anvendelser inden for biokemi. For at bestemme Nernst-potentialet kan vi bruge forholdet mellem koncentrationerne af den specifikke ion (som forsøger at passere gennem cellemembranen) inde i cellen og uden for cellen. Derudover er dette udtryk også nyttigt i elektrokemi vedrørende elektrokemiske celler. Den ligning, vi bruger til at bestemme Nernst-potentialet, er Nernst-ligningen.
Nernst-ligningen er et matematisk udtryk, der viser os forholdet mellem reduktionspotentialet og standardreduktionspotentialet for en elektrokemisk celle. Denne ligning blev opkaldt efter videnskabsmanden W alther Nernst. Desuden afhænger Nernst-ligningen af de andre faktorer, der påvirker elektrokemiske oxidations- og reduktionsreaktioner, såsom temperatur og kemisk aktivitet af de kemiske arter, der gennemgår oxidation og reduktion.
Når vi udleder Nernst-ligningen, skal vi overveje standardændringerne i Gibbs frie energi, der er forbundet med elektrokemiske transformationer, der forekommer i cellen. Reduktionsreaktionen af en elektrokemisk celle kan gives som følger:
Ox + z e– ⟶ Rød
I termodynamik er den faktiske frie energiændring af reaktionen
E=Ereduktion – Eoxidation
Vi kan relatere Gibbs frie energi(ΔG) til E (potentialforskel) som følger:
ΔG=-nF
Hvor n er antallet af elektroner, der overføres mellem kemiske arter, når reaktionen skrider frem, F er Faraday-konstanten. Hvis vi betragter standardbetingelserne, så er ligningen som følger:
ΔG0=-nFE0
Vi kan relatere Gibbs frie energi fra ikke-standardtilstande med Gibbs-energien for standardbetingelser via følgende ligning.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Derefter kan vi erstatte ovenstående ligninger i denne standardligning for at få Nernst-ligningen som følger:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Så er Nernst-ligningen som følger:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Hvad er membranpotentiale?
Membranpotentiale (også kendt som transmembranpotentiale eller membranspænding) er forskellen mellem det elektriske potentiale i det indre og det elektriske potentiale af det ydre af en biologisk celle. Blandt dem er det ydre elektriske potentiale af en celle norm alt angivet i enheden millivolt (mV), og værdien går fra -40 mV til -80 mV.
I biologi har alle dyreceller en omgivende membran, der består af et lipid-dobbeltlag, der indeholder proteiner, der er indlejret i dobbeltlaget. Denne membran kan fungere som en isolator og som en diffusionsbarriere, der holder ionernes bevægelse. Der er transmembrane proteiner, der fungerer som iontransportører eller ionpumper. De kan aktivt skubbe ioner hen over membranen og etablere en koncentrationsgradient over membranen. Disse ionpumper og ionkanaler svarer elektrisk til et sæt batterier og modstande. Derfor kan disse komponenter skabe en spænding mellem de to sider af membranen.
Næsten alle plasmamembraner har et elektrisk potentiale på tværs af membranen, med en negativ ladning på indersiden og en positiv ladning på ydersiden. Der er to grundlæggende funktioner af dette elektriske potentiale: at lade en celle fungere som et batteri og transmission af signaler mellem forskellige dele af en celle.
Hvad er forskellen mellem Nernst-potentiale og membranpotentiale?
Nernst-potentiale og membranpotentiale er vigtige termer inden for biokemi. Ofte bruger folk dem i flæng, selvom de har en lille forskel. Nøgleforskellen mellem Nernst-potentialet og membranpotentialet er, at Nernst-potentialet er potentialet over en cellemembran, der modsætter sig nettodiffusionen af en bestemt ion gennem membranen, hvorimod membranpotentialet er forskellen mellem det indre og det elektriske potentiale. potentiale af det ydre af en biologisk celle.
Opsummering – Nernst-potentiale vs membranpotentiale
Nernst-potentiale og membranpotentiale er vigtige termer inden for biokemi. Nøgleforskellen mellem Nernst-potentialet og membranpotentialet er, at Nernst-potentialet er potentialet over en cellemembran, der modsætter sig nettodiffusionen af en bestemt ion gennem membranen, hvorimod membranpotentialet er forskellen mellem det indre og det elektriske potentiale. potentiale af det ydre af en biologisk celle.
