химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

p>к

•^ХИМ — X ^ХИМ, ft-^fe ~Ь ^ХИМ/

Перекрестные коэффициенты Rih, R

хим, ft — векторные величины. Получаем из первого уравнения (3.69)

где активный транспорт описывается последним членом.

Воспользуемся для анализа ситуации упрощенной моделью (см. рис. 3.1). Мембрана разделяет области / и 2. Левая граница мембраны а проницаема для катионов, правая Ь — для анионов. Вводя в 1 и 2 подходящие электроды, можно наблюдать электрический ток, величина которого определяется скоростью реакции, протекающей внутри мембраны. Такой реакцией может быть, например, гидролитическая ионизация амида

Н20 + RCONH2 —? RCOO" + NHj,

схематически записываемая как

АВ —+ А+ + В-.

В стационарном состоянии (/ — индекс внутреннего пространства мембраны)

<В = -1+'АВ-4 = 0,]

пА = | + /А-УА = 0, \ (3.71)

пв " I + Jl — Jb = °- '

Макроскопическую функцию диссипации можно представить в виде [4]

* = А™*' + (Л -'?)(- ДЙв) = + IE, (3.72)

где / — сила тока, Е— напряжение, /хим = § и

поскольку состав растворов в областях 1 и 2 одинаков и

AjiB = АцА = 8FE.

11'хим Т /?юЛ )

ад.) <3-73>

Феноменологические соотношения имеют вид

— Яц/Хим + Е = /?21^хим "f" ^22

Сила тока равна (ср. стр. 109)

/ = g А + — — - gА + — "Г . (3.74)

где S — A+ или В~,_Дяа=~ — Апь — Ап, средние концентрации ионов S одинаковы (eg = с|= cs), ga1 gb — электропроводности,

tu t\ — числа переноса. Находим

1 \ f?-/f Дя

\Sa 8Ь)

S

где Е = Еа~\- Еь. С другой стороны, имеем

ta

JЈ — cos Ая + -^г /,

(3.75)

где cos — подвижности.

Из (3.71) и (3.75) следует

tf-tb

/M + («« + fflS)A» + -V-L/!=s0Исключая Ал; из этого выражения и (3.74а), получаем

(3.76)

эквивалентное второму уравнению (3.73), в котором сопротивление мембраны есть R22t коэффициент сопряжения R2\. С помощью сходных соображений получаем выражения для Rn (химическое сопротивление) и Rl2 = R21. Rn равно

*" = i + ^ Кв + <В) + % К+ «l) ' (3J7)

Выражение (3.76) показывает, что для мембраны, у которой числа переноса на обеих границах одинаковы, нет сопряжения потока вещества с электрохимической реакцией.

§ 3.4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАТРИЕВОГО НАСОСА

Важной особенностью плазматических и возбудимых мембран, в частности, мембран аксонов нервных клеток, является активный транспорт ионов К+ и Na+. В нервных клетках, в эритроцитах и т. д. во внутриклеточном пространстве поддержиI 3.4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАТРИЕВОГО НАСОСА \\7

вается значительно большая концентрация ионов К+ и значительно меньшая концентрация ионов Na+, чем в окружающей среде. Принято говорить о «натриевом насосе», наличествующем в мембране, о химических процессах, которые, будучи прямо или косвенно сопряжены с диффузией, обеспечивают транспорт ионов щелочных металлов в направлении возрастающей концентрации. Именно термодинамическое сопряжение ионных потоков с макроэргическими химическими реакциями объясняет эту неравновесную ситуацию.

Рассмотрим транспорт вещества S через два мембранных элемента 1и2 (рис. 3.2), облегченный неким пере-носчиком С.

Всего имеется пять диффузионных

потоков (/si, /S2, Л, /с, /cs) и два химических потока (/Хим и /Им) [16]. Функция диссипации имеет вид

То = /,, Ад.,, + Я А|А- + /м А +

хим»

}

(3.79)

Имеем в стационарном состоянии /c + /cs = 0, /Йм + Д1 = 0, /c = /gM = -/cs=-/(1)

/si =/s + /CS = /S2 = /!•

Следовательно,

To = Ies (Au-S1 + Лц5 + Ац82) +

+ 'cs (A^cs - A."c - ^s + ^ - &2). (3.80)

Первый член (3.80) описывает внешний поток, второй член—• циркуляцию. Однако, поскольку

^1 ~ ^2 = »*С1 - ^С2 + И81 - ^S2 + ^CS 2 - ^CS 1 *= А^С + A^S ~ ДИС8,

второй член обращается в нуль и (3.80) можно переписать в виде

Га = /|Ад| = /,(Ац|)2. (3.81)

Наличие циркуляции непосредственно влияет на коэффициент L. Покажем это. Рассмотрим внутренние потоки.

(3.82)

Реакции и химические потоки описываются уравнениями Ci 4~ Si CSi, JxHM — kiCiS\ — k-iCS\

К ,(2)

C2 4" $2 :f=± C$2, Лим &1C2S2 — k-\CS~. I

Для транспорта переносчика через внутреннюю мембрану имеем ус = Рс (С, - С2), Усз = Pes (CS, - CS2), (3.83)

где Рс и Pes — коэффициенты проницаемости, измеряемые в <Н. С и CS— концентрации С и CS. Положим Рс ™ Pes = Р\ тогда из (3.83) и (3.79) следует

(3.84)

С, (ft,S, 4- Л-i + Р) - С2Р = Jfe_,C, -C^Q^S^-^P)

где

С* === С\ 4" CSj —- С2 4~ CS2.

Решая эти уравнения, находим C\t С2, Ус, /cs.

/\KSC* (5, - S2)

/CS = № + S,) (tfs + S2) + (2PLKX) [KS + Vi (5, + S2)) * (3,85)

где Ks=^k-ifki. При Si >/Cs, S2 имеет место насыщение. Внешний поток равен

PKSC* (Sj — S2)

/s = Ps (Si - S2) 4- (iCs + Si) {Ks + S2) + (Р/Л|) (2 *s + 5] + s2j * (3.86)

Если Si и S2 близки, то

Дц5 « RT (S, - S2)/S, S - '/2 (Sj 4- S2)

и

Г PKSC* 1 5 RT(S.-S9) R K

Js&\Ps + \ ~± - = ?Дщ. (3.87)

I (Ks + S)(/Cs + S + 2/>/fci)J RT S ^S

Таким образом, коэффициент L в (3.81) состоит из двух членов, определяемых пассивным транспортом и циркуляцией. Поток течет от большего потенци

страница 41
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
дерматология нахимовский
детские песочницы
акустика мультирум
таблички на подъезды фото

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.11.2017)