7. 3-mashg’ulot. Xlorid kislota eritmalariaro kelib chiqadigan diffuzion potensiallar farqini o’lchash Ish uchun zarur vositalar

Kollodiy membrana orqali vujudga keladigan potensiallar farqi
Yuqorida bayon etilganidek, diffuzion potensiallar farqi kelib chiqishi jihatdan kation va anionlar harakatchanliklaridagi farq, bilan belgilanadi. Qarama-qarshi zaryadlangan ionlar harakatchanliklaridagi farq ionlar ba'zi bir membranalar orqali o’tayotganda yana ham kattalashadi. Shu xildagi membranalar jumlasiga birinchi navbatda, poralar diametri kichik bo’lib, yirik ionlarni, masalan, oqsil ionlarini ushlab qolib, anorganik kationlar, masalan, natriy ionlarini bemalol o’tkazib yuboradigan membranalar kiradi. Shu xildagi membranalar va ularga xarakterli bo’lgan ionlar taqsimotini birinchi bo’lib, F. Donnan batafsil o’rgandi.
Donnan Na⁺ va Cl^- ionlarini o’tkazib, oqsil anionlari (P^-) ni o’tkazmaydigan membranalardan foydalandi. Agarda bu xildagi membranalarning bir tomonida Na⁺ va C1^-, ikkinchi tomonida Na⁺ va R^- ionlari mavjud bo’lsa, u holda sistemada, muvozanat tiklanishi bilan membranada potensiallar farqi paydo bo’ladi. Kelib chiqqan potensiallar farqini quyidagi formula yordamida hisoblab topish mumkin:


(1)
bu yerdagi [Cl^-], [Cl^-] va [Na⁺]_i, [Na⁺]_o xlor va natriy ionlarining membrana ichi va tashqi tomonidagi konsentrasiyalaridir.
Donnan muvozanatini biologik sistemalarga tadbiq etish uchun qilgan urinishlardan faqat uning eritrositlar bilan qon plazmasiaro ionlar taqsimotiga qilingan tadbiqigina muvaffaqiyatli bo’lib chiqdi.
Donan nazariyasi bioelektrik potensiallar qilab chiqishini, ya'ni elektr energiyasining uzluksiz ravishda paydo bo’lib turishini izohlay olmadi. Chunki Donnan potensiali, o’z tabiatiga ko’ra, stasionarmas, balki muvozanat potensiali edi.
Ikkinchi tomondan, Donnan potensialini qayd etish masalasi metodik jihatdan ham qiyinchilikka duch keldi. Muvozanat sharoitida potensialni qayd etish uchun ishlatiladigan elektrodlar, membranada vujudga keladigan potensialga aloqador ionlarni ajratgan taqdirda potensiallar farqini o’lchashning o’zi, umuman mumkin bo’lmay qoladi. Demak, Donnan muvazanat nazariyasini, ba'zi bir xususiy hollarni inobatga olmaganda, biologik sistemalarga qo’llash umuman mumkin emas. Ammo shunday membranalar mavjudki, ular ma'lum ionlarni o’tkazib, ularga nisbatan qarama-qarshi zaryadlangan ionlarni o’tkazmaydi. Ana shu xildagi membranalarga kationlarni o’tkazib, anionlarni ushlab qoladigan kollodiy membranasi misol bo’la oladi.
Membrana orqali anionlar harakatchanligi nolga teng (V=0) membrananing tomonlari aro kelib chiqadigan potensiallar farqi (membrana potensiali) teng bo’ladi:
(2)
Anionlarga nisbatan o’tkazuvchan membranalar uchun esa, ya'ni =0 holi uchun hosil qilamiz:
(2a)
Bayon etilgan xususiy hollar uchun tenglamalarni umum tarzda quyidagicha yozish mumkin:
(2b)
Shunday qilib, membranalarning tanlab o’tkazuvchanlik xususiyati undagi zaryadlarning xarakteriga bog’liq. Zaryad xarakteri o’z navbatida eritmadan membranaga o’tadigan ionlar va o’sha membrananing tabiati bilan belgilanadi. Ionlarning membranaga adsorbsiyalanishi natijasida, membrana bilan muhit chegara bo’limi aro qo’sh elektr qavati paydo bo’ladi. Membranadagi poralar diametri yetarli darajada katta bo’lganda, u yoki bu xildagi ionlar membrana orqali bemalol o’tib ketadi. Aks holda, membrana zaryad belgisi membrana zaryad belgisiga qarama-qarshi bo’lgan ionlarnigina o’tkazadi. Zaryad belgisi membrana bilan bir xil ionlarni esa itaradi va o’tkazmaydi.
Membrana bir xil kimyoviy tarkibga ega, ammo har xil konsentrasiyali eritmalarni ajratib, eritmadagi ionlarning bir turiga o’tkazuvchan, boshqa turiga o’tkazuvchan bo’lmagantaqdirda, unda vujudga keladigan potensial o’zining maksimal qiymatiga erishadi. Membrana o’zi bilan bir xil zaryadlangan ionlarga nisbatan ma'lum darajada o’tkazuvchan bo’lsa, u holda membrana potensialining kattaligi o’zining nazariy miqdoridan kam bo’lib qoladi. Shunday bo’lishiga qaramay, ba'zan membrana potensialining kattaligi ionlarning diffuziyasi tufayli kelib chiqadigan diffuzion potensial miqdoridan katta bo’lib chiqadi. Membrana potensiali bilan diffuzion potensialaro bu xildagi mos kelmaslik sababi, eritmadagi erkin diffuziya sharoitida kation va anionlar harakatchanliklarining o’zaro katta farqlanishidadir.
Ionlarning membrana poralari orqali o’chishiga ularning gidratlanish darajasi ham kuchli ta'sir ko’rsatadi.
Membrananing zaryad belgisi, demak, uning muayyan bir zaryadli ionlarga nisbatan o’tkazuvchanligi mutlaqo o’zgarmas hol bo’lmay, ma'lum sharoitda o’zgaradi. Masalan, kollodiy membranasining manfiy zaryadini ba'zi bir bo’yoq moddalar, jumladan rodamin B q’oshib o’zgartirsa bo’ladi. Demak, shu yo’l bilan kollodiy membranasini anionlarga nisbatan ham o’tkazuvchan qilib qo’yish mumkin. Membrana potensiali esa qarama-qarshi belgiga ega bo’lib qoladi.