Elektrodiffusion

Question 1

Was beschreibt die Nernst-gleichung? was bei Umstellung?

Answer 1

• gibt das Potential über einer Membran an, das beim elektrochemischen Glecihgewicht(Gleichgewichtsspannng) herrscht
• für eine Ionenart
• außerdem die Ionenverteilung als Funktion des Potentials->umstellung nach c(K₁)/c(K₂)

Question 3

Was ist eine I/E-Kurve?

Answer 3

-Strom/Spannungsdiagramm

Question 4

Was ist ein Donnanpotential? kurz erklären

Answer 4

• ein Diffusionspotential an dem diffusible und nicht diffusible Ionen(z.B. positiv geladene Proteine) beteiligt sind
• wenn für alle gleich diffusibel wären die Konzentrationen auf beiden Seiten gleich und es gäbe keine Membranspannung
• mit nicht diffusiblen Spezies->nicht
• allerdings sind chemische Poteniale gleich-> Gleichsetzung ergibt eine Donnan-ratio

Question 5

Welchen Effekt haben nicht permeable Spezies auf das Membranpotential?

Answer 5

-eine Verlagerung des Membranpotentials

Question 6

Wovon ist die Donnanratio und das Donnanpotential abhängig? Wieso ist das Donnanpotential vom pH-Wert abhängig?

Answer 6

• das Verhältnis zwischen Protein(Kation) innen und Kation außen
• Proteine haben titrierbare Gruppen-> mit pH-Wert-änderungen gehen Ladungsänderungen des Proteins einher
• >beim neutralen pH-Wert, der dem isoelektrischen Punkt der meisten Proteine entspricht ist das Donnanpotential klein

Question 8

Wann existiert das Donnanpotential?

Answer 8

• es muss eine indiffusible Spezies in einem Kompartiment(Zelle) geben
• wenn eine Ionenspezies aktiv gepumpt wird gibt es kein Äquilibrium->Donnanpotential nicht definierbar
• aber wenn die Membran permeabilisiert ist(Ionenkanäle) und die Pumpen inaktiv ist stellt sich ein Donnanpotential ein

Question 9

Was wird bei der Elektrodiffusion beschrieben?

Answer 9

-dynamische Bewegung von Ionen über eine Membran->Betrachtung der Diffusion über die Membran selbst

Question 10

Was beschreibt das erst Ficksche Gesetz?

Answer 10

• Produkt aus dem Konzentrationsgradienten und dem Diffusionsgradienten beschreibt Fluss
• >M_S->molare Partikel Flussdichte durch eine Fläche
• >mol/L • cm/s

Question 12

Was gibt D_s an?

Answer 12

-die Diffusionskonstante-> D_s groß-> Diffusion schnell

Question 13

Was lässt sich aus dem 1. Fickschen Gesetz über die Ionenverteilung über die Membran schließen?

Answer 13

-die Konzentration nimmt exponentiell ab->Lösung der DGL

Question 14

Wie kann die Bewegung eines einfach geladenen Moleküls innerhalb eines E-Feldes ohne Gradienten beschrieben werden? Wann gibt es positven Fluss?

Answer 14

• Planck und Kohlrausch->molare Partikel Flussdichte
• u_s->Nettodriftgeschwindigkeit in einem einheitlichen E-Feld->Geschwindigkeits-Spannungsgradient
• positiver Flux bei negativen elektrischen Feld

Question 15

Verbindung Kohlrausch Gesetz und Ohms Gesetz?

Answer 15

• M_S multipilziert mit Faradaykonstante und z
• >gibt den Netto Strom

im Gegensatz zum Konzentrationsgradienten übt das E-Feld eine echte elektrische Triebkraft, das den Netto trieb vermittelt

Question 16

Was beschreibt die Nernst-Plack-Gleichung? Was ist die Annahme?

Answer 16

• Moleküle die einem Konzentrationsgradienten und einem elektrischen Feld ausgesetzt sind
• Diffusionsanteil und elektrischer Teil aufsummiert
• Teilchen, die sich auf Grund des Konzentrationsgradienten bewegen beeinflussen auch den elektrischen Strom

Question 17

Zusammenhang Diffusionskonstante und Nettodriftgeschwindigkeit und f_s(was ist das)? Woher?

Answer 17

• Nettodriftgeschwindigkeit ist proportional zum Diffusionskoeffizienten und invers proportional zum Reibungskoeffizienten
• f_s->Kraft benötigt um Teilchen gleichmäßig zu bewegen bei einem Widerstand
• Einstein/Nernst: Nettodriftgeschwindigkeit ähnliche Eigenschiaft->wie einfach Moleküle sich verteilen