Nizomiy nomidagi tdpu termiz filiali

8-Laboratoriya mashg’uloti

Membranaviy potentsiallar. Kollodiy membrana orqali vujudga keladigan potentsiallar farqi

Yuqorida bayon etilganidek, diffuzion potentsiallar 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 ionlarnn, masalan, oqsil ionlarini ushlab qolib, anorganik kationlar, masalan, natriy ionlarini bemalol o’tkazib yuboradigan membranalar kiradi. Shu xildagi membranalar va ularga harakterli bo’lgan ionlar taqsimotini birinchi bo’lib, F. Donnan batafsil o’rgandi.

Donnan Na⁺ va Sl^- ionlarini o’tkazib, oqsil anionlari (R^-) ni o’tkazmaydigan membranalardan foydalandi. Agarda bu xildagi membranalarning bir tomonida Na⁺ va S1^-, ikkinchi tomonida Na⁺ va R^- ionlari mavjud bo’lsa, u xodda sistemada, muvozanat tiklanishi bilan membranada potentsiallar farqi paydo bo’ladi. Kelib chiqqan potentsiallar farqini quyidagi formula yordamida hisoblab topish mumkin:

_Ye hJ. . _{1p =} As1- h- , 1p ayo# , • Sh

bu yerdagi [Sl^-], [Sl^-] va [Na⁺], [Na⁺] xlor va natriy ionlarining membrana ichi va tashqi tomonidagi kontsentratsiyalaridir.

Donnan muvozanatini biologik sistemalarga tadbiq etish uchun yo’lgan urinishlardan faqat uning eritrotsitlar bilan qon plazmasiaro ionlar taqsimotiga qilingan tadbiqigina muvafaqiyatli bo’lib chiqdi.

Donan nazariyasi bioelektrik potentsiallar qilab chiqishini, ya’ni elektr energiyasining uzluksiz ravishda paydo bo’lib turishini izohlay olmadi. Chunki Donnan potentsiali, o’z tabiatiga ko’ra, statsionarmas, balki muvozanat potentsiali edi.

Ikkinchi tomondan, Donnan potentsialini qayd etish masalasi metodik jihatdan ham qiyinchilikka duch keldki Muvozanat sharoitida poteatsialni qayd etish uchun ishlatiladigan elektrodlar, membranada vujudga keladigan potentsialga aloqador ionlarni ajratgan taqdirda potentsiallar farqini o’lchashning o’zi, umuman mumkin bo’lmay qoladi. Demak, Donnan (muvozanat 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 nolaga teng (V=0) membrananing tomonlariaro kelib chiqadigan potentsiallar farqi (membrana potentsiali) teng bo’ladi:

Anionlarga nisbatan o’tkazuvchan membranalar uchun esa, ya’ni xoli uchun hosil qilamiz:

Bayon etilgan xususiy xollar uchun tenglamalarni umum tarzda quyidagicha yozish mumkin:

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 adsorbtsiyalanishi natijasida, membrana bilan muhit chegara bo’limiaro qo’sh elektr qavati paydo bo’ladi. Membranadagi poralar diametri yetarli darajada katta bo’lganda, u yoki bu hildagi ionlar membrana orqali bemalol o’tib ketadi. Aks xolda, 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 kontsentratsiyali eritmalarni ajratib, eritmadagi ionlarning bir turiga o’tkazuvchan, boshqa turiga o’tkazuvchan bo’lmagan taqdirda, unda vujudga keladigan potentsial o’zining maksimal qiymatiga erishadi. Membrana o’zi bilan bir xil zaryadlangan ionlarga nisbatan ma’lum darajada o’tkazuvchan bo’lsa, u xolda membrana potentsialining kattaligi o’zining nazariy miqdoridan kam bo’lib qoladi. Shunday bo’lishiga qaramay, ba’zan membrana potentsialining kattaligi ionlarning diffuziyasi tufayli kelib chiqadigan diffuzion potentsial miqdoridan katta bo’lib chiqadi. Membrana potentsiali bilan diffuzion potentsialaro bu xildagi mos kelmaslik sababi, eritmadagi erkin diffuziya sharoitida kation va anionlar harakatchanliklarining o’zaro katta farqlanishidadir.

Ionlarning membrana poralari orqali o’chishiga ularning pidratlanish 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 qo’shib o’zgartsa bo’ladi. Demak, shu yo’l bilan kollodiy membranasini anionlarga nisbatan ham o’tkazuvchan qilib qo’yish mumkin. Membrana potentsiali esa qarama-qarshi belgiga ega bo’lib qoladi.