Доннановское равновесие

Условием установления данного равновесия будет существование фаз, изолированных друг от друга так, что один или несколько ионных компонентов не могут прейти из одной фазы в другую. Что, например, и возникает при существовании мембраны, проницаемой для растворителя и малых ионов, но не ионов с размерами коллоидных частиц. Три основных аспекта Доннановское равновесия включают:

1. неравномерное распределение ионов,

2. осмотическое давление,

3. разность потенциалов между фазами.

Представим себе внутриклеточную коллоидную систему, содержащую белок альбумин, способный нести отрицательный заряд (P^-, Рис.) но не способных проходить через мембрану. Этот белок может связывать положительные ионы, например калия (К⁺), оставаясь в цитоплазме. Допустим, что внутриклеточная концентрация (C₁) КCl ниже внеклеточной концентрации (C₂). Ионы К⁺ и Cl^- в количестве X начнут поступать в клетку, однако итог этого процесса будет различным для этих ионов. Наличие непроницаемого аниона P^-, связывающего катионы калия, приведет к превосходству в клетке количества положительных ионов К⁺(C₁+X), над отрицательными ионами Cl^-(X),. Наступившее концентрационное равновесие:

,

где [К⁺]_i и [Cl^-]_i -концентрации внутриклеточных ионов, [К⁺]_e и [Cl^-]_e -концентрации внеклеточных ионов, в итоге будет выражать дисбаланс:

Величина этого дисбаланса будет итогом решения уравнения:

Таким образом, на границе раздела фаз осуществляется возможность образования двойного электрического слоя, за счет избирательного связывания отдельных ионов гелем цитоплазмы. В результате такой гель окружен областью ионов противоположного заряда- двойным электрическим слоем.