Biofizika fanidan amaliy mashg’ulotlar kitobchasi

Ish uchun kerakli jihozlar: millivoltmetr (pH-metr), qutblanmaydigan elektrodlar (2 dona) va ular uchun mo'ljallangan shtativb agarli (3 dona) va bo'sh(ldona) sifonlarb xlorid kislotaning asosiy-0,1 n eritmasi, 50 ml xajmiga mo'ljallangan o'lchov tsitindri va stankanchalar (5 dona), filtr qog'oz.
Nazariy tushuncha. Diffuzion potentsiallar bir xil erituvchida erigan tuzlar, kislotalar va asoslarning har xil kontsentratsiyasi ikki eritmalariaro kontakt mavjud bo'lib, eritmalardagi ionlarning harakatchanliklari o'zaro farqlangan sharoitda kelib chiqadi.
Demak, diffuzion potentsialning kelib chiqishi, o'z tabiatiga ko'ra, eritmalardagi ionlar kontsentratsiyalari va ular diffuziya tezliklarining turlicha bo'lishi bilan shartlanadi.
Masalan, xlorid kislota eritmasida vodorod va xlor ionlari diffuziya tezliklarining turlicha bo'lishi tufayli vodorod ionlari xlor ionlarini quvib o'tadi. Bordi-yu, xlorid kislotasining ikki xil kontsentratsiyali eritmalariaro kontakt mavjud bo'lsa, u holda suyultirilgan eritma konpentratsiyasi yuqori eritmaga nisbatan musbat zaryadlanadi. Ammo musbat zaryadli ionlarning o'zaro itarilishlari va manfiy zaryadli ionlarning musbat zaryadli ionlarga tortilishlari natijasida, eritmadagi ionlar taqsimoti ozmi-ko'pmi tekislanadi. Eritmalararo kontsentratsiya-lar farqi saqlangan holda, ionlarning elektrostatik ta'sirlashishlaridan qat'iy nazar, ulararo potentsiallar farqi mavjud bo'lib turaveradi.
Agarda berilgan sharoitda eritmaligi anion va kationlar harakatchanliklari hamda eritmalar kontsentratsiyalari ma'lum bo'lsa, bir valentli binar elektrolitlar uchun ularning ikki xil kontsentratsiyali eritmalariaro kelib chiqadigan diffuzion potentsiallar farqi kattaligini Genderson tenglamasi yordamida hisoblab topsa bo'ladi:

bu erdagi:
E_d-voltlarda ifodalangan diffuziyasi potentsiyallar farqi,
ū, V-kation va anionlarning o'rtacha harakatchanliklari,
T-mutlaqharorat,
R-gaz doimiysi,
F-Faradey soni,
C₁, C₂-o'zaro ulanadigan eritmalar kontsentratsiyalari.
Tenglamadagi natural logarifmni unli logarlfmga almashtirib, 17⁰C (T=290K) sheroiti uchun va nihoyat voltlardan millivoltlarga o'tsak, diffuzion potentsial kattaligini hisoblash tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:

Tenglamalardan ko'rinib turibdiki, diffuzion potentsiallar kattaligi kation va anionlar harakatchanliklariaro farqharorat va eritmalar kontsentratsiyalari nisbati-ning logarifmiga bog’liq bo'ladi. Boshqacha aytganda, ū-v qancha katta bo'lsa, ya'ni ionlardan birining harakatchanligi ikkinchisinikidan qanchalik kam bo'lsa, diffuzion potentsial shuncha katta bo'ladi. Ikkinchi tomondan, E_d-kattaligi eritma-lar kontsentra-tsiyalaridagi farq bilan ham belgilanadi.
Ma'lum bo'lgan ionlardan eng katta harakatchanlikka ega bo'lgani vodorod va gidroksil ionlari bo'lib, o'sha ionlardan biriga ega eritmalararo kelib chiqadigan potentsiallar farqi anchagina katta qiymatlarga erishadi. Bunday hol bir vaqtning o'zida, kam harakatchanlikka ega yirik molekulalar organik va anorganik ionlar tutgan sistemalarga ham taalluqlidir.
Diffuzion potentsiallar farqi shikastlanish potentsiali deb ataladigan poten-tsialning muhim tashkilovchilaridan bo'lishi ehtimoldan holi emas. To'qima zarar-langanda vujudga kedadigan ana o'sha shikastlanish potentsiali zararlanish paytida bog’langan holatdan erkin holatga o'tgan kaliy yoki vodorod ionlari bilan hujayra-lardagi oqsil anionlari harakatchanliklarining turlicha bo'lishi bilan shartlanishi mumkin. Ma'lumki, oqsil anionlari, ular razmerlarining kattaligiga bog’liq holda, kam harakatchanlika ega. Shu sababdan shikastlanish potentsiali ko'pincha ancha-gina katta qiymatlarga erishadi.
Shikastlanish potentsialining tabiati haqida bayon etilgan tasavuring to'g’rili-gini anorganik ionlarning jelatin geli orqali diffuziyalanishi paytida kelib chiqadi-gan diffuzion potentsial ham tasdiqlaydi.
Kation va anionlar harakatchanliklari bir xil yoki o'zaro kam farqlanganda potentsiallar farqi minimal qiymatga ega bo'ladi va uning kattaligi kontsentratsiya-lardagi farq bilan belgilanadi. Bunday hol kaliy xloridning ikki xil eritmalariaro kontakt mavjud bo'lgan sharoitda kuzatiladi.
Chegara bo'limida kelib chiqishi muqarrar bo'lgan diffuzion potentsial kon-tsentratsion, fazalararo va oksidlanish-qaytarilish potentsiallar farqlarini o'lchash paytida o'lchov natijalarining aniqlik darajasini kamaytiradi. Bu hol ayniqsa bio-elektrik potentsiallar farqini o'lchashda, o'sha maqsadda ishlatiladigan mikroelekt-rod bilan hujayraaro kontakt yuzaga kelganda ko'zga yaqqol tashlanadi. Model sistemalarda ishlatiladigan suyuklik sifoni, bioelektrik tadqiqotlarda qo'llaniladigan mikroelektrodlar, turli konpenttsatsiyali eritmalararo aloqani ta'minlaydi. Shunga ko'ra, ularning qanday elektrolit bilan to'ldirilishi befarq emas, albatta.
Amaliy ishlarda, ana shu diffizion potentsialdan xoli bo'lish maqsadida, suyuqlik kontakti sifatida ishlatiladigan sifonlar va mikroelektrodlar harakatchan-liklari deyarli farqlanmaydigan ionlardan tashkil topgan kaliy xlorid eritmasi bilan to'ldiriladi.
Xlorid kislota eritmalariaro yuzaga keladigan potentsiallar farqini o’lchash va hisoblash
I sh uchun zarur vositalar: Maxsus ko'rsatma yordamida millivoltmetr bilan tanishib chiqilgach, asbob elektr tarmog’iga ulanadi va u qizib, o'z rejimiga tushib olguncha, (15 minut davo-mida) xlorid kislotaning asosiy eritmasidan uning quyidagi suyultirilgan eritmalari 0,01, 0,001 va 0,0001ni tayyorlab olinadi. O'lchash moslamasi 6.1-rasmda ko'rsa-tilgandek qilib yig’iladi, ya'ni xlorid kislotaning 0,1 n eritmasi qo'yilgan stakancha “a” holatda, 0,01 n eritma quyilgan stanancha esa “b” holatga joyleshtiriladi. Stakanchalardagi eritmalar dastlab sifonchalar vositasida elektrodlarning kontakt erimalari bilan ulanadi. So'ngra stakanchalardagi xlorid kislota eritmalari boshqa bir agarli sifon (3) vositasida o'zaro ulanadi. Eritmalarning qutblik xolatlariga mos ravishda ularga aloqador elektrodlar millivoltmetrning klemmalariga ulanib, erit-malararo kelib chiqqan potentsiallar farqi o'lchanadi va yozib olinadi. O'lchash bajarilgach, stakenchalararo joylashtirilgan agarli sifon ishlatilayotgan eritmalar-ning biri bilan to'ldirilgan sifon (3)ga almashtiriladida sistemadagi potentsiallar farqi yana o'lchanadi.