Het belangrijkste verschil tussen Nernst-potentiaal en membraanpotentiaal is dat Nernst-potentiaal de potentiaal over een celmembraan is die de netto diffusie van een bepaald ion door het membraan tegenwerkt, terwijl membraanpotentiaal het verschil is tussen de elektrische potentiaal van de binnenkant en de elektrische potentiaal van de buitenkant van een biologische cel.
Nernstpotentiaal en membraanpotentiaal zijn belangrijke termen in de biochemie. Vaak gebruiken mensen deze termen door elkaar, hoewel ze een klein verschil hebben.
Wat is Nernst Potential?
Nernstpotentiaal (ook wel omkeerpotentiaal genoemd) is de potentiaal over een celmembraan die de netto diffusie van een bepaald ion door het membraan tegenwerkt. Deze term heeft zijn belangrijkste toepassingen in de biochemie. Om de Nernst-potentiaal te bepalen, kunnen we de verhouding gebruiken van de concentraties van dat specifieke ion (dat probeert door het celmembraan te gaan) in de cel en buiten de cel. Bovendien is deze term ook nuttig in de elektrochemie met betrekking tot elektrochemische cellen. De vergelijking die we gebruiken om de Nernst-potentiaal te bepalen, is de Nernst-vergelijking.
Nernst-vergelijking is een wiskundige uitdrukking die ons de relatie laat zien tussen het reductiepotentieel en het standaard reductiepotentieel van een elektrochemische cel. Deze vergelijking is vernoemd naar de wetenschapper W alther Nernst. Bovendien hangt de Nernst-vergelijking af van de andere factoren die van invloed zijn op elektrochemische oxidatie- en reductiereacties, zoals temperatuur en chemische activiteit van de chemische soorten die oxidatie en reductie ondergaan.
Bij het afleiden van de Nernst-vergelijking moeten we rekening houden met de standaardveranderingen in Gibbs-vrije energie die wordt geassocieerd met elektrochemische transformaties die in de cel plaatsvinden. De reductiereactie van een elektrochemische cel kan als volgt worden gegeven:
Ox + z e– ⟶ Rood
In de thermodynamica is de werkelijke verandering in vrije energie van de reactie, E=Ereductie – Eoxidatie
We kunnen de Gibbs vrije energie (ΔG) als volgt relateren aan de E (potentiaalverschil):
ΔG=-nF
Waar n het aantal elektronen is dat wordt overgedragen tussen chemische soorten wanneer de reactie vordert, is F de constante van Faraday. Als we de standaardvoorwaarden beschouwen, dan is de vergelijking als volgt:
ΔG0=-nFE0
We kunnen de Gibbs-vrije energie van niet-standaardomstandigheden relateren aan de Gibbs-energie van standaardomstandigheden via de volgende vergelijking.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Vervolgens kunnen we de bovenstaande vergelijkingen in deze standaardvergelijking vervangen om de Nernst-vergelijking als volgt te krijgen:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Dan is de Nernst-vergelijking als volgt:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Wat is membraanpotentieel?
Membraanpotentiaal (ook bekend als transmembraanpotentiaal of membraanspanning) is het verschil tussen de elektrische potentiaal van de binnenkant en de elektrische potentiaal van de buitenkant van een biologische cel. Onder hen wordt de externe elektrische potentiaal van een cel meestal gegeven in de eenheid van millivolt (mV), en de waarde varieert van -40 mV tot -80 mV.
In de biologie hebben alle dierlijke cellen een omringend membraan dat bestaat uit een lipide dubbellaag die eiwitten bevat die zijn ingebed in de dubbellaag. Dit membraan kan fungeren als een isolator en als een diffusiebarrière die de beweging van ionen tegenhoudt. Er zijn transmembraaneiwitten die fungeren als ionentransporters of ionenpompen. Ze kunnen actief ionen door het membraan duwen, waardoor een concentratiegradiënt over het membraan ontstaat. Deze ionenpompen en ionenkanalen zijn elektrisch equivalent aan een set batterijen en weerstanden. Daarom kunnen deze componenten een spanning creëren tussen de twee zijden van het membraan.
Bijna alle plasmamembranen hebben een elektrisch potentiaal over het membraan, met een negatieve lading aan de binnenkant en een positieve lading aan de buitenkant. Er zijn twee basisfuncties van deze elektrische potentiaal: een cel laten functioneren als een batterij en signalen verzenden tussen verschillende delen van een cel.
Wat is het verschil tussen Nernst-potentieel en membraanpotentieel?
Nernstpotentiaal en membraanpotentiaal zijn belangrijke termen in de biochemie. Vaak gebruiken mensen ze door elkaar, hoewel ze een klein verschil hebben. Het belangrijkste verschil tussen Nernst-potentiaal en membraanpotentiaal is dat de Nernst-potentiaal de potentiaal over een celmembraan is die de netto diffusie van een bepaald ion door het membraan tegenwerkt, terwijl membraanpotentiaal het verschil is tussen de elektrische potentiaal van het inwendige en de elektrische potentieel van de buitenkant van een biologische cel.
Samenvatting – Nernst-potentieel versus membraanpotentieel
Nernstpotentiaal en membraanpotentiaal zijn belangrijke termen in de biochemie. Het belangrijkste verschil tussen Nernst-potentiaal en membraanpotentiaal is dat de Nernst-potentiaal de potentiaal over een celmembraan is die de netto diffusie van een bepaald ion door het membraan tegenwerkt, terwijl membraanpotentiaal het verschil is tussen de elektrische potentiaal van het inwendige en de elektrische potentieel van de buitenkant van een biologische cel.
