iont v roztoku. Kationty mají vyšší hydratační číslo než anionty, neboť kladný náboj má vyšší polarizační účinky na elektronové obaly v molekule vody než záporný. Menší ionty mají vyšší hydratační číslo než větší ionty o stejném náboji. Efektivní poloměry ve vodném roztoku jsou proto například pro kationty K+ menší než Na+ ve srovnání s jejich poloměry v iontové krystalové mřížce, kde jsou naopak větší (tab. 4.2). Tab. 4.2 Poloměry v krystalické mřížce a ve vodném roztoku kationtů K+ a Na+ Poloměr iontu v krystalické mřížce (nm)
Efektivní poloměr ve vodném roztoku (nm)
Na
0,095
0,240
K+
0,133
0,170
+
To je jeden z důvodů, proč jsou buněčné membrány prostupnější pro ionty K+ než pro ionty Na+. Tato skutečnost rovněž hraje roli při membránovém transportu iontů a při ustavení membránového potenciálu.
4.1.2 Elektrický potenciál, potenciály na fázovém rozhraní Pro usnadnění porozumění následujícího textu uvádíme tabulku 4.3, shrnující níže použité symboly a jejich výklad. Tab. 4.3 Přehled symbolů použitých pro různé potenciály a jejich výklad Symbol a veličina
Výklad
Φ elektrický potenciál
Skalární fyzikální veličina vyjádřená ve voltech se definuje jako množství práce potřebné pro přenesení jednotkového elektrického náboje ze vztažného bodu, kterému je přisouzen nulový potenciál, do daného místa. Za nulový potenciál teoreticky uvažujeme potenciál v nekonečné vzdálenosti od uvažovaného vodiče, prakticky v dostatečné vzdálenosti, kde lze zanedbat působení elektrostatických sil; v praxi se často za nulový potenciál považuje potenciál země.
φ vnitřní (Galvaniho) potenciál
φ=ψ+χ Vnitřní potenciál dané fáze (např. tuhé) v prostředí jiné fáze (např. kapalné).
Ψ vnější (Voltův) potenciál
Práce potřebná k převedení jednotkového náboje z nekonečna do vzdálenosti kolem 10−6 cm od povrchu uvažované fáze (k překonání elektrostatických sil).
χ povrchový potenciální rozdíl µ i ⋅ elektrochemický potenciál
Práce potřebná k průchodu jednotkového náboje. µ i = µi + zi F ϕ Práce potřebná k převedení 1 molu i-té složky (iontu či elektronu) do jiné fáze, daná jako součet chemické a elektrostatické složky.
99
zaklady_lekarske_fyziky.indd 99
29.6.2015 9:40:32 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS209565