Sự khác biệt chính giữa điện thế Nernst và điện thế màng là điện thế Nernst là điện thế qua màng tế bào chống lại sự khuếch tán ròng của một ion cụ thể qua màng, trong khi điện thế màng là sự khác biệt giữa điện thế của bên trong và tiềm năng điện của bên ngoài tế bào sinh học.
Điện thế Nernst và điện thế màng là những thuật ngữ quan trọng trong hóa sinh. Thông thường, mọi người sử dụng các thuật ngữ này thay thế cho nhau, mặc dù chúng có một chút khác biệt.
Tiềm năng Nernst là gì?
Điện thế Nernst (còn được gọi là điện thế đảo ngược) là điện thế xuyên qua màng tế bào chống lại sự khuếch tán ròng của một ion cụ thể qua màng. Thuật ngữ này có các ứng dụng chính của nó trong hóa sinh. Để xác định điện thế Nernst, chúng ta có thể sử dụng tỷ lệ giữa nồng độ của ion cụ thể đó (đang cố gắng đi qua màng tế bào) bên trong tế bào và bên ngoài tế bào. Ngoài ra, thuật ngữ này cũng hữu ích trong điện hóa học liên quan đến các tế bào điện hóa. Phương trình mà chúng tôi sử dụng để xác định điện thế Nernst là phương trình Nernst.
Phương trình Nernst là một biểu thức toán học cho chúng ta thấy mối quan hệ giữa thế khử và thế khử tiêu chuẩn của pin điện hóa. Phương trình này được đặt theo tên của nhà khoa học W alther Nernst. Hơn nữa, phương trình Nernst phụ thuộc vào các yếu tố khác ảnh hưởng đến phản ứng oxy hóa và khử điện hóa, chẳng hạn như nhiệt độ và hoạt tính hóa học của các loại hóa chất trải qua quá trình oxy hóa và khử.
Khi suy ra phương trình Nernst, chúng ta phải xem xét sự thay đổi tiêu chuẩn của năng lượng tự do Gibbs có liên quan đến các biến đổi điện hóa xảy ra trong tế bào. Phản ứng khử của một tế bào điện hóa có thể được đưa ra như sau:
Ox + z e– ⟶ Đỏ
Trong nhiệt động lực học, sự thay đổi năng lượng tự do thực tế của phản ứng là, E=Ereduction - Eoxidation
Chúng ta có thể liên hệ giữa năng lượng tự do Gibbs (ΔG) với E (hiệu điện thế) như sau:
ΔG=-nF
Trong đó n là số electron chuyển giữa các chất hóa học khi phản ứng đang diễn ra, F là hằng số Faraday. Nếu chúng ta xem xét các điều kiện tiêu chuẩn, thì phương trình như sau:
ΔG0=-nFE0
Chúng ta có thể liên hệ năng lượng tự do Gibbs của các điều kiện không tiêu chuẩn với năng lượng Gibbs của các điều kiện tiêu chuẩn thông qua phương trình sau.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Sau đó, chúng ta có thể thay các phương trình trên vào phương trình chuẩn này để nhận được phương trình Nernst như sau:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Sau đó, phương trình Nernst như sau:
E=E0 - (RTlnQ / nF)
Tiềm năng màng là gì?
Điện thế màng (còn được gọi là điện thế xuyên màng hoặc điện thế màng) là hiệu số giữa điện thế bên trong và điện thế bên ngoài của tế bào sinh học. Trong số đó, điện thế bên ngoài của một tế bào thường được tính bằng đơn vị milivôn (mV) và giá trị nằm trong khoảng từ -40 mV đến -80 mV.
Trong sinh học, tất cả các tế bào động vật đều có màng bao quanh bao gồm lớp kép lipid chứa các protein được gắn trong lớp kép. Màng này có thể hoạt động như một chất cách điện và như một rào cản khuếch tán giữ sự chuyển động của các ion. Có những protein xuyên màng hoạt động như chất vận chuyển ion hoặc bơm ion. Chúng có thể chủ động đẩy các ion qua màng, thiết lập một gradient nồng độ trên màng. Các máy bơm ion và kênh ion này có điện tương đương với một bộ pin và điện trở. Do đó, các thành phần này có thể tạo ra một hiệu điện thế giữa hai mặt của màng.
Hầu hết tất cả các màng sinh chất đều có điện thế xuyên qua màng, có điện tích âm ở bên trong và điện tích dương ở bên ngoài. Có hai chức năng cơ bản của tiềm năng điện này: cho phép một tế bào hoạt động như một pin và truyền tín hiệu giữa các phần khác nhau của một tế bào.
Sự khác biệt giữa Tiềm năng Nernst và Tiềm năng màng là gì?
Điện thế Nernst và điện thế màng là những thuật ngữ quan trọng trong hóa sinh. Thông thường, mọi người sử dụng chúng thay thế cho nhau, mặc dù chúng có một chút khác biệt. Sự khác biệt chính giữa điện thế Nernst và điện thế màng là điện thế Nernst là điện thế qua màng tế bào chống lại sự khuếch tán ròng của một ion cụ thể qua màng, trong khi điện thế màng là sự khác biệt giữa điện thế bên trong và điện thế. tiềm năng bên ngoài của một tế bào sinh học.
Tóm tắt - Tiềm năng Nernst vs Tiềm năng màng
Điện thế Nernst và điện thế màng là những thuật ngữ quan trọng trong hóa sinh. Sự khác biệt chính giữa điện thế Nernst và điện thế màng là điện thế Nernst là điện thế qua màng tế bào chống lại sự khuếch tán ròng của một ion cụ thể qua màng, trong khi điện thế màng là sự khác biệt giữa điện thế bên trong và điện thế. tiềm năng bên ngoài của một tế bào sinh học.
