Уравнение фика и его выражение для мембраны
Обновлено: 19.05.2024
Уравнение Фика описывает диффузию в однородной среде. Модифицируем его для случая диффузии через мембрану. Обратим внимание на следующий известный факт: на границе раздела двух сред (например, воды и масла) обязательно имеет место скачкообразное изменение концентрации частиц диффундирующего вещества. Например, если в сосуд, в котором поверх воды налито масло, бросить соль, то ее концентрации в этих средах будут различны.
Коэффициент распределения вещества (К) - величина, равная отношению концентраций частиц в граничащих средах:
Коэффициент распределения вещества - величина безразмерная.
Рассмотрим диффузию незаряженных частиц (молекул или атомов) через поверхности мембраны. На рисунке 11.6 обозначены:
сi - концентрация частиц внутри клетки (i - от in);
смi - концентрация частиц в мембране у ее внутренней поверхности;
смо - концентрация частиц в мембране у ее внешней поверхности;
со - концентрация частиц вне клетки (о - от out).
Коэффициент распределения вещества между мембраной и окружающей средой равен коэффициенту распределения вещества между мембраной и клеткой:
Рис. 11.6.Распределение концентрации частиц, проходящих через мембрану
Отсюда получаются выражения для концентрации частиц внутри мембраны:
Величины со и с можно измерить.
Учитывая малую толщину мембраны (L), можно считать, что концентрация молекул диффундирующего вещества изменяется в ней линейно. Поэтому градиент концентрации диффундирующего вещества постоянен:
Коэффициент проницаемости Р характеризует способность мембраны пропускать те или иные вещества.
Читайте также: