La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial de membrana és que el potencial de Nernst és el potencial a través d'una membrana cel·lular que s'oposa a la difusió neta d'un ió particular a través de la membrana, mentre que el potencial de membrana és la diferència entre el potencial elèctric del interior i el potencial elèctric de l'exterior d'una cèl·lula biològica.
El potencial de Nernst i el potencial de membrana són termes importants en bioquímica. Sovint, les persones utilitzen aquests termes de manera intercanviable, tot i que tenen una lleugera diferència.
Què és el potencial de Nernst?
El potencial de Nernst (també anomenat potencial d'inversió) és el potencial a través d'una membrana cel·lular que s'oposa a la difusió neta d'un ió particular a través de la membrana. Aquest terme té les seves principals aplicacions en bioquímica. Per determinar el potencial de Nernst, podem utilitzar la proporció de les concentracions d'aquest ió específic (que intenta passar a través de la membrana cel·lular) dins de la cèl·lula i fora de la cèl·lula. A més, aquest terme també és útil en electroquímica pel que fa a les cèl·lules electroquímiques. L'equació que fem servir per determinar el potencial de Nernst és l'equació de Nernst.
L'equació de Nernst és una expressió matemàtica que ens mostra la relació entre el potencial de reducció i el potencial de reducció estàndard d'una pila electroquímica. Aquesta equació va rebre el nom del científic W alther Nernst. A més, l'equació de Nernst depèn dels altres factors que afecten les reaccions d'oxidació i reducció electroquímiques, com ara la temperatura i l'activitat química de les espècies químiques que pateixen oxidació i reducció.
En derivar l'equació de Nernst, hem de tenir en compte els canvis estàndard en l'energia lliure de Gibbs que s'associen a les transformacions electroquímiques que es produeixen a la cèl·lula. La reacció de reducció d'una pila electroquímica es pot donar de la següent manera:
Ox + z e– ⟶ Vermell
En termodinàmica, el canvi d'energia lliure real de la reacció és
E=Ereducció – Eoxidació
Podem relacionar l'energia lliure de Gibbs (ΔG) amb la E (diferència de potencial) de la següent manera:
ΔG=-nF
On n és el nombre d'electrons transferits entre espècies químiques quan la reacció avança, F és la constant de Faraday. Si considerem les condicions estàndard, aleshores l'equació és la següent:
ΔG0=-nFE0
Podem relacionar l'energia lliure de Gibbs de condicions no estàndard amb l'energia de Gibbs de condicions estàndard mitjançant l'equació següent.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
A continuació, podem substituir les equacions anteriors en aquesta equació estàndard per obtenir l'equació de Nernst de la següent manera:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Llavors, l'equació de Nernst és la següent:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Què és el potencial de membrana?
El potencial de membrana (també conegut com a potencial transmembrana o tensió de membrana) és la diferència entre el potencial elèctric de l'interior i el potencial elèctric de l'exterior d'una cèl·lula biològica. Entre ells, el potencial elèctric exterior d'una cèl·lula es dóna normalment en la unitat de mil·livolts (mV) i el valor oscil·la entre -40 mV i -80 mV.
En biologia, totes les cèl·lules animals tenen una membrana circumdant que consisteix en una bicapa lipídica que conté proteïnes que estan incrustades a la bicapa. Aquesta membrana pot actuar com a aïllant i com a barrera de difusió que reté el moviment dels ions. Hi ha proteïnes transmembrana que actuen com a transportadors d'ions o bombes d'ions. Poden empènyer activament els ions a través de la membrana, establint un gradient de concentració a través de la membrana. Aquestes bombes iòniques i canals iònics són elèctricament equivalents a un conjunt de bateries i resistències. Per tant, aquests components poden crear una tensió entre els dos costats de la membrana.
Gairebé totes les membranes plasmàtiques tenen un potencial elèctric a través de la membrana, amb una càrrega negativa a l'interior i una càrrega positiva a l'exterior. Hi ha dues funcions bàsiques d'aquest potencial elèctric: permetre que una cèl·lula funcioni com a bateria i transmissió de senyals entre diferents parts d'una cèl·lula.
Quina diferència hi ha entre el potencial de Nernst i el potencial de membrana?
El potencial de Nernst i el potencial de membrana són termes importants en bioquímica. Sovint, la gent els fa servir indistintament, tot i que tenen una lleugera diferència. La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial de membrana és que el potencial de Nernst és el potencial a través d'una membrana cel·lular que s'oposa a la difusió neta d'un ió particular a través de la membrana, mentre que el potencial de membrana és la diferència entre el potencial elèctric de l'interior i el potencial elèctric. potencial de l'exterior d'una cèl·lula biològica.
Resum: potencial de Nernst vs potencial de membrana
El potencial de Nernst i el potencial de membrana són termes importants en bioquímica. La diferència clau entre el potencial de Nernst i el potencial de membrana és que el potencial de Nernst és el potencial a través d'una membrana cel·lular que s'oposa a la difusió neta d'un ió particular a través de la membrana, mentre que el potencial de membrana és la diferència entre el potencial elèctric de l'interior i el potencial elèctric. potencial de l'exterior d'una cèl·lula biològica.
