Donnan Gleichgewicht

Schwarzpulver · Anmeldungsdatum: 19.11.2011 Beiträge: 3

Meine Frage:
Hallo liebe Mitchemiker,

ich habe folgende Frage zum Donnanpotential. Doch zuerst einmal der Versuchsaufbau:

In Kammer 1 befinden sich 10 Kalium+ Ionen und 10 Cl- Ionen, in der anderen 5 negativ geladene Proteine und 5 K+ Ionen, dazwischen eine semipermeable Membran, die für K+ und Cl- Ionen durchlässig ist.

Ich verstehe, dass jetzt durch Diffusion Cl- Ionen in Kammer 2 fließen und aufgrund des Prinzips der Ladungsneutralität gleich viele K+ Ionen daran gekoppelt sind, sodass diese im Notfall auch gegen ihren eigenen Konzentrationsgradienten in die Kammer 2 fließen.

Warum stoppt dieser Diffusionsstrom jetzt erst, wenn das Ionenprodukt der beweglichen Teilchen in Kammer 2 gleich groß ist, wie in Kammer 1, und nicht (wie ich erwartet hätte), wenn die Konzentrationen an beweglichen Teilchen in Kammer 1 und 2 gleich groß sind?!?

Dieses gleiche Ionenprodukt in Kammer 1 und 2 ist ja eben das Donnan-Gleichgewicht:

([K+] in Kammer 1) x ([Cl-] in Kammer 1) = ([K+] in Kammer 2) x ([Cl-] in Kammer 2)

Meine Ideen:
Ich dachte der Diffusionsstrom hört erst auf, sobald die Konzentrationen in Kammer 1 und 2 gleich groß sind, WEIL dann die Wahrscheinlichkeit, dass ein bewegliches Teilchen sich an einer Membranpore befindet und diese passiert, in Kammer 1 und 2 jeweils gleich groß ist.

Warum wird jetzt beim Donnan-Gleichgewicht das IonenPRODUKT verwendet und nicht die Summe der Konzentration der beweglichen Teilchen?!? Denn wenn man das Produkt verwendet, ist ja die Konzentration an beweglichen Teilchen in Kammer 2 größer als in Kammer 1 und es müsste wieder etwas zurückdiffundieren.
In unserem Beispiel wären dann im Donnan-Gleichgewicht in Kammer 1
6K+ Ionen, 6 Cl- Ionen

und in Kammer 2:
5 negativ geladene Proteine (können sich ja nicht bewegen)
9 K+ Ionen
4 Cl- Ionen

magician4 · Moderator Anmeldungsdatum: 05.10.2009 Beiträge: 5837 Wohnort: Hamburg

was gleich ist, sind nicht die konzentrationen auf beiden seiten, sondern die chemischen potentiale beider seiten: erst dann ist ruhe

das chemische potential von merhrstoff-situationen leitet sich aber von den konzentrationen der beteiligten stoffe als deren produkt ab, speziell bei ionen-diffusionen vom produkt der beteilgten ionenkonzentrationen.

die allgemeine herleitung dieses sachverhalts ist etwas mathe-lastig und findet sich hier

...sodass schlussendlich an die stelle der allgemeinen aktivitaeten in dieser speziellen anwendung halt der ionenprodukts-term tritt

gruss

ingo