5-Uma célula esférica está num meio uniforme. Os meios celulares contêm
e, possivelmente, NaX e KX . A membrana é permeável a
e
, porém não é permeável ao íon
. As seguintes concentrações em
são dadas:
e
. (a)quais são as relações satisfeitas pelas concentrações iônicas no equilíbrio Donnan? (b) Determine as concentrações dos constituintes restantes se nenhum fluxo iônico atravessa a membrana. (c) determine o potencial Donnan
Passo 1
O enunciado descreve uma célula esférica que separa dois compartimentos (1 = interior, 2 = exterior) por uma membrana permeável a
,
e
, mas impermeável ao ânion
. São dadas as concentrações (em mMol/L):
Queremos usar o equilíbrio de Donnan (igualdade dos potenciais químicos) e a condição de eletroneutralidade para achar (a) as relações de equilíbrio, (b) as concentrações faltantes
e (c) o potencial de Donnan
.
Passo 2
No equilíbrio de Donnan, a igualdade dos potenciais químicos para íons monovalentes leva a
Passo 3
A eletroneutralidade em cada compartimento impõe:
interior (1):
interior (1):
exterior (2):
Passo 4
Da relação de Donnan tomamos
Logo
Verificamos a eletroneutralidade exterior:
.
Para no interior:
Para
Passo 5
O potencial de Donnan (diferença de potencial interior–exterior) vem de, por exemplo,
logo
A
K temos
V, então
Resposta
(a)
,
,
.
(b)
mM,
mM,
mM.
(c)
mV.