Considere uma célula com espessura de membrana de 80 Å e com energia potencial elétrica no exterior da célula igual a zero (Uext
). A energia potencial de um íon de
no interior da célula é de
. Qual o campo elétrico no interior da célula e no interior da membrana celular?
Passo 1
Beleza, resumindo o problema: a membrana da célula tem espessura
(ou seja
), e a energia potencial de um íon
fora da célula é
, enquanto dentro da célula é
Queremos achar o campo elétrico (1) no interior da região da célula e (2) dentro da membrana.
Conteúdo: eletrostática—relação entre energia potencial e potencial elétrico ( ) e relação entre potencial elétrico e campo (
).
Conteúdo: eletrostática—relação entre energia potencial e potencial elétrico (
Passo 2
Primeiro a gente converte a energia potencial num potencial elétrico. A relação é
No nosso caso o íon
tem carga
Então o potencial dentro da célula é
Fora da célula
.
Passo 3
Agora o campo elétrico na membrana. Se a variação de potencial é uniforme ao longo da espessura
, a gente usa
Substituindo
vem
Passo 4
Dentro da região interna da célula (longe da membrana) o potencial é constante (
em toda essa região). Quando
não muda no espaço, o campo
Resposta
E interno da célula:
E na membrana: (do exterior para o interior)
E na membrana: