химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

аличие неподвижных ионообменных центров и перескоки ионов от одних центров к другим. Вольт-амперные характеристики мембраны при этих механизмах различны [30]. Опыт свидетельствует скорее в пользу эстафетного механизма.

Таким образом, предположим, что определяющим при движении иона является не диффузия ионов в мембране, а переход через барьер на границе мембраны — раствор. При этом возможны два варианта: модель А—имеются ионообменные центры двух сортов, одни связывают преимущественно К+, другие Na+; модель Б — все центры одного сорта, но их сродство к ионам К+ и Na+ различно.

Рассмотрим сначала модель А. Пусть число центров

в единице объема мембраны, способных связывать ионы сорта /, tij — число центров, связавших эти ионы, Щ— константа скорости перехода иона сорта / из внутриклеточной среды в мембрану,

k1-] — константа скорости обратного процесса, к) и k-j — аналогичные константы для внешней поверхности мембраны. В стационарном состоянии потоки ионов, проходящие за единицу времени через внутреннюю и внешнюю поверхности мембраны, равны

fj = k\c\ (n°j — п() — k-jtij = к)щ - kttf {ti°j - щ). (3.107)

Исключая из этих уравнений nJt находим

r-ri

(3.108)

Сравнение этой формулы с (3.103) показывает, что коэффициент проницаемости заменяется в выражении (3.108) некоторой эфФ

и и пЭШШ и и

ективнои величиной Р/ , зависящей от концентрации

рэфф

kLj + ftj + k\c) + ktfi

(ЗЛ09)

При малых с\ величина Р/Фф от них не зависит, а при больших

убывает как что согласуется с опытом. •

Для установления связи А-ф с концентрациями нужно задаться формой кривой потенциальной энергии иона в мембране U(х).

Рис. 3.5. Кривые потенциальной энергии вдоль координаты перемещения

ионов.

а—симметричные барьеры Е/«(х), соответствующие неэлектростатнческой части потенциала;

6—полная потенциальная энергия U (х). Дл—толщина мембраны, /—внутренняя, 2—внешняя среда.

Представим эту кривую в виде двойного барьера, асимметрия которого задается электростатической частью 2rty(x), т. е. U(x)= U0(x)-\-&"ty(x). Кривые U0(x) и U(x) показаны на рис. 3.5. Считаем ty(x) линейно зависящим от л: — в центре мембраны 1|з равно полусумме его значений на границах, а значения на границах такие же, как и в примыкающих растворах (приближение постоянного поля [28]).

Выражая константы скорости в соответствии с теорией абсолютных скоростей реакций как

k = Ax^f- ехр (- G*/RT) == Ь ехр (- G*jRT\

где G* — свободная энергия активации, получаем для ионов К+:

&к==6ехр| * 1,

kK = b ехр | * |,

ие и I f?-^ + ^(^-*m)l (ЗЛ10)

&к = 6ехр j * ^— j,

kK = 6 ехр | * ь-^р |.

Индекс m относится к раствору внутри мембраны, звездочка —

к вершине барьера. Для ионов в растворах считаем V\ — Uej^Uj. Принимаем в соответствии с заданным ходом U (х), что

UY^UY^U) и ib" = V. tf* = tf, ф' + Ф* = 2т|Л Обозначив

6 ехр (-^9^)-^, ехр(-^^)-/к> ехР[-Г<зд7^]^гполучаем из (3.110)

^к — ^к ~ ^к» ^к = Т7г' = 7к" ~ (З-111)

и, подставляя (3.111) в (3.108), находим

/к = к к, V * , , к' (3.112)

Концентрации здесь безразмерны. Размерность n^g^ совпадает

с размерностью Рк в (3.102). Это — кинетический параметр. Напротив, /к — термодинамическая величина, выражающая константу равновесия между раствором и обменными центрами мембраны.

Для ha получаем выражение, аналогичное (3.112). Суммарный поток электронейтрален, т. е. /Na =—/к (это условие использовано при выводе формулы (3.106)). С помощью приведенных выражений получаем условие электронейтральности в виде

' + + /к (4 + 4) 4*К ' + + fo. (4а + 4а) ' ^ '

Так как 4 + 4~4a + cNa. т0 ПРИ fn* = /К ИЗ (3-ПЗ) П0ЛУ" чается (3.106), если считать, что n%agNJn°KgK~PNJPK. Предположив, что /Na = /к мы, тем самым, считаем, что равновесные свойства мембраны безразличны к замене К+ на Na+ и мембрана различает эти ионы только в кинетическом смысле. В этом и состоит основная посылка диффузионных теорий [29, 31].

Формула (3.106) предсказывает логарифмический рост Д\[э

при 4"*00 или 4"*" ^° из следует стремление Д\[э

к некоторому пределу, наблюдаемое на опыте. Соответствующий анализ формулы (3.113) проведен в работе [32]. Теория позволяет получить уравнение для предельной величины потенциала покоя, т. е. для г, равного т\ при 4~* 00 или 4~~>^ ^ТО УРА~ внение имеет вид

~ О ~ '> - 1 - W. + CNa)- (3-114)

Величина, стоящая в правой части (3.114), положительна. Следовательно, неизвестный параметр /к должен удовлетворять условию

f > Для оценки n°KgK/n°NagNa примем Рк/РЫа порядка 10—100. Предельному значению Д\[э ~ 60 мВ отвечает г\ ж 3,3. Концентрация Na+ в морской воде, близкая к физиологической, равна 460 ммоль/л, что соответствует безразмерной концентрации

ска « 8 • Ю-3. Приняв Сн&1сыа~ 10, получаем

/к>4- 102 — 4 • 103.

По имеющимся оценкам концентрация калия в мембране меньше, чем в окружающем растворе [33]. Приведенная выше оценка /к этому не противоречит, так как предположительно ионы локал

страница 44
< 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
курсы корел дро пермь
самые дешевые лины
где в москве можно выучится на косметолога
004.120500.001

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
(06.12.2016)