Найти приращение электрохимического потенциала при транспорте кальция из клетки, если концентрация кальция в клетке равна 10-7 моль/л, вне к...
Условие:
Найти приращение электрохимического потенциала при транспорте кальция из клетки, если концентрация кальция в клетке равна 10-7 моль/л, вне клетки 10-5 моль/л, при температуре 20°С. Величина мембранного потенциала (-60) мВ.
Решение:
Для расчета приращения электрохимического потенциала при транспорте кальция из клетки, мы можем использовать уравнение Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
где: E - электрохимический потенциал E° - стандартный электрохимический потенциал R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)) T - температура в Кельвинах (20 °C = 293 К) n - количество электронов, участвующих в реакции (в случае кальция, n = 2) F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль) ln - натуральный логарифм Q - отношение активностей продуктов к активностям реагентов
Для данной задачи, мы можем считать, что активности кальция в клетке и вне клетки пропорциональны и равны их концентрациям. Таким образом, Q = [Ca2+]вне/[Ca2+]внутр.
Подставляя значения в уравнение Нернста, получаем:
E = E° - (RT/nF) * ln([Ca2+]вне/[Ca2+]внутр)
где: E° - стандартный электрохимический потенциал для реакции переноса кальция (можно найти в литературе или таблицах стандартных потенциалов)
Поскольку в задаче не указан стандартный электрохимический потенциал для реакции переноса кальция, мы не можем точно рассчитать приращение электрохимического потенциала. Но если предположить, что E° = 0 (что близко к истине для большинства электрохимических реакций), то мы можем использовать следующее приближенное уравнение:
E ≈ - (RT/nF) * ln([Ca2+]вне/[Ca2+]внутр)
Подставляя значения, получаем:
E ≈ - (8.314 * 293 / (2 * 96485)) * ln(10^-5 / 10^-7)
E ≈ - 0.034 * ln(100)
E ≈ - 0.034 * 4.605
E ≈ -0.156 V
Таким образом, приращение электрохимического потенциала при транспорте кальция из клетки составляет примерно -0.156 Вольт.
