ПОТЕНЦИАЛ


ПОТЕНЦИАЛ
ПОТЕНЦИАЛ. Количество любого вида энергии может быть выражено произведением двух различных величин, из к-рых одна характеризует «уровень энергии», определяет направле- ние, в к-ром должен совершаться ее переход; так напр. тяжелое тело может освобождать энергию лишь в том случае, если оно падает, переходит на более низкий уровень. Эту величину, выражающую уровень энергии (высота поднятия тяжелого тела, давление сжатого газа, температура), обозначают как фактор интенсивности в , отличие от второй величины, необходимой для характеристики общего количества энергии,—фактора емкости. В области электричества фактором интенсивности служит электрический П., выражающий работу, к-рую нужно произвести, чтобы перенести электрический заряд, равный единице, из данной точки электрического поля на бесконечно большое расстояние. Величина электрического заряда равняется произведению емкости заряженного тела на его П., но переход электричества с одного тела на другое всецело определяется существующей между ними разностью П. В состоянии равновесия электричество во всех точках проводника имеет одинаковый П. Разностьпотенциалов на границе фаз. Носителями электрического заряда являются ионы или, в металлическом проводнике, свободные электроны, а всякая разность П. должна обязательно сопровождаться их неравномерным распределением. В однородной среде всякая неравномерность в распределении ионов быстро сглаживается и выравнивается путем диффузии. Только на границе двух различных соприкасающихся фаз возникает стойкая разность П. Разность П. на пограничных поверхностях может иметь весьма различное происхождение. Главнейшие ее типы следующие. Электродные П. Если в раствор погружен металл, то на границе между ними возникает разность П.; теорию этого явления развил Нернст (Nernst). Металлы отличаются той особенностью, что их атомы растворяются только в виде положительно заряженных ионов. Переходя в раствор , они оставляют поэтому на электроде отрицательный заряд, равный по величине сумме унесенных ими положительных зарядов. Конечно этот электрич. заряд, притягивая уходящие в раствор металлические ионы, препятствует их дальнейшему растворению в аналитически уловимых количествах. Только величина приобретаемого электродом отрицательного электрического П. является поэтому показателем степени растворимости данного металла: чем он выше, тем эта растворимость значительнее. Нернст дал ей название «электролитической упругости растворения» металла. Она имеет наименьшую величину у благородных металлов и быстро возрастает в ряду Вольта (Volta): платина, серебро, ртуть, медь, свинец, никель, цинк, марганец. При погружении в раствор двух различных металлических электродов, напр. меди и цинка в раствор кислоты, более растворимый (стоящий дальше в приведенном ряду) металл принимает более высокий отрицательный П. Если соединить медь и цинк металлическим проводником, электрический ток потечет в последнем от меди к цинку, сглаживая разность П. Последняя однако тотчас же восстановится, т. к. с цинкового электрода новое количество ионов, не удерживаемых больше электростатическим притяжением, перейдет в раствор. Вытесняемые ими водородные ионы к-ты выделяются на медном электроде, отдавая ему свой заряд и давая начало гальваническому току. В таком простейшем гальваническом элементе вследствие изменения хим. состава раствора у элек- тродов (поляризация) ток имеет непостоянную силу, и количественные зависимости крайне усложняются. Особенный интерес представляют разности П., получаемые при погружении одного и того же металла в два различных раствора. Если раствор содержит уже в виде какого-либо электролита свободные ионы данного металла, то стремление его переходить в рас- • твор (а следовательно и приобретаемый им отрицательный П.) будет ослабляться тем значительнее, чем выше концентрация этих ионов. При определенной, достаточно высокой концентрации металлических ионов их осмотическое давление полностью уравновешивает электролитическую упругость растворения металла; при еще большей концентрации ионы осаждаются на металлическом электроде, сообщая ему положительный П. Если С—упругость растворения данного металла, с—концентрация его ионов в растворе, то электродный П. равен: п = ДТ1п - , с ' где R—газовая константа, Т—абсолютная температура и In—-знак натурального логарифма. Описываемая зависимость позволяет построить особую форму гальванической -цепи—концентрационную цепь. Она состоит из двух одинаковых металлических электродов, погруженных в два соприкасающиеся раствора, содержащих в разной концентрации соль того же металла. Если соединить оба металлические электрода, ток во внешней цепи потечет от электрода с более высокой концентрацией металлических ионов к электроду, погруженному в более разбавленный раствор (к-рый является более электроотрицательным). Вследствие такого выравнивания существовавшей на каждом электроде разности П. ионное равновесие на них нарушится. В более разбавленном растворе металлические ионы, не удерживаемые больше притяжением электрода, будут переходить в раствор, между тем как в более концентрированном растворе повышение отрицательного П. вызывает осаждение равного количества ионов на электроде. Гальванический ток в подобной цепи будет течь до полного выравнивания концентраций у обоих электродов. Поэтому разность П. между электродами концентрационной цепи выражается той же формулой, что и осмотическая работа (см. Осмотическое давление), необходимая для создания подобной разности концентраций. Если сх и с2—концентрация в обоих растворах, то разность П., как установил Нернст, равна 7i=RT\n°±-                         (1) Пользуясь этой формулой, можно путем измерения электродной разности П. определить концентрацию металлических ионов в одном из растворов, если она известна в другом. На этом основано электрометрическое измерение ионных концентраций, к-рое нашло себе особенно широкое применение для определения концентрации водородных ионов (см. Газовая цепь). Me ж фазовые потенциалы. Значительные разности П. могут возникать также и на неметаллических поверхностях. Примером такой поверхности может служить граница воды и какой-либо несмешивающейся с ней жидкости, условно называемой «маслом». Распределение растворенных веществ между двумя жидкостями определяется характерным для каждого вещества коеф. распределения. В случае сильно диссоциированного электролита, пред- eoo ставляющего фактически смесь двух различных ионов, каждый ион должен обладать собственным коеф. распределения, причем как правило эти коеф. распределения не совпадают: в одной фазе более растворимыми оказываются катионы, в другой—анионы. В результате пограничная поверхность первой приобретает положительный, второй—отрицательный заряд. Конечно этот отрицательный П. быстро воспрепятствует сколько-нибудь заметному разделению противоположно заряженных ионов. Действительно, если напр. неводная фаза вследствие избыточного содержания катионов. приобретет положительный заряд, последний затруднит дальнейшее растворение катионов и, напротив, будет способствовать добавочному поглощению анионов. Благодаря этому в толще каждой фазы общее количество катионов оказывается равным сумме анионов, причем действительное содержание электролита представляет среднее между истинной растворимостью его катиона и аниона. Только близ поверхности раздела фаз получается разность концентраций противоположно заряженных ионов, создающая разность П.—тем более значительную, чем больше различие ионных рас-творимостей. Величина этого пограничного П. может быть вычислена след. образом. Пусть в двухфазной системе вода—масло растворен какой-либо электролит, напр. AgN03, распределяющийся между обеими жидкостями. Очевидно равновесие не нарушится, если в оба раствора вставить одинаковые серебряные электроды и соединить их между собой. При этом п олучится система: вода са AgN03 масло сь AgN03 ^g Она находится в равновесии и потому никакого тока дать не может. Между тем на границе металлических электродов с раствором соответствующих ионов возникают описанные выше электродные П. Если са и съ—концентрации ионов серебра в водной и в неводной фазах, Ся и Съ—электролитические упругости растворения серебра в этих двух жидкостях, то электродные П. равны: тг1=-КГ1п^ и я2=ЕТ1п^. Если разность П. между обоими металлическими электродами оказывается тем не менее равной нулю, то зависеть это может лишь от того, что третья, пограничная разность П. (на поверхности раздела фаз) равна по абсолютной величине, но противоположна по знаку разности электродных потенциалов лг — щ: Съ са сь я = RT ln^- RT ln^= RT In ^ + ВТ \п% СЬ                           са                           СЬ                            Са 1.к. -г- является постоянной величиной, то ,г " второй член этого уравнения представляет для данного иона нек-рую константу К. Таким образом                              ,, я= RT 1п^ + К.                    (2) сь                                          v ' Т. о. пограничный П. зависит от соотношения концентраций иона, общего обеим соприкасающимся фазам. При подходящем сочетании двух различных пограничных межфазовых П. можно получить систему, к-рая в противоположность только-что описанной не будет находиться в полном равновесии и при замыкании будет давать электрический ток. Пусть напр. та-же неводная фаза граничит, с другой стороны, со вторым водным раствором иного электролитного состава. Разность П. между ними выразится аналогичной формулой: л' = RT In—" + К'. Ч Константы К и К' не поддаются прямому определению. Однако если они относятся к одному и тому же иону, они имеют в обоих случаях одинаковую величину и при вычитании элиминируются. Т. о. при наличии хотя бы одного иона, общего для всей системы, измерение его концентрации в разных частях системы позволяет вычислять господствующую в последней разность потенциалов п~п'. Подобные «масляные цепи», в к-рых неводная фаза составляет прослойку между двумя водными растворами электролитов, были подробно изучены Бейт-нером (Beutner). В «стеклянном электроде» Га-бера и' Клеменсевича (Haber, Klemensiewicz), служащем для измерения концентрации водородных ионов, роль «масла» играет тончайшая стеклянная пластинка. Диффузионный потенциал. Выше были рассмотрены П., возникающие на границе двух фаз вследствие неодинакового растворения в них различных ионов. Неодинаковая скорость диффузии ионов также может служить источником разности П. Она возникает на границе концентрированного раствора электролита с более разбавленным его раствором или с чистой водой. Разбавленный раствор принимает знак заряда, присущий более подвижному иону, между тем как в концентрированном растворе получается нек-рый избыток более медленного иона. Если электролитическую подвижность (электропроводность) катиона обозначить через и, а аниона—через v, концентрацию электролита в обоих водных растворах—через сг и с2, то для диффузионной разности П. на их границе может быть выведена формула: ~~ЯТ1пС2- U + V                   Ci (3) Очевидно она делается равной нулю лишь в том случае, если оба иона обладают одинаковой подвижностью. В концентрационной цепи, помимо рассмотренных выше электродных П., на границе обоих соприкасающихся растворов должна получаться также диффузионная разность П., значительно усложняющая теоретические расчеты. Чтобы устранить ее, на практике пользуются обычно следующим приемом: между обоими растворами электролита вводят концентрированный раствор КС1, не дающий измеримого диффузионного потенциала, так как оба его иона обладают приблизительно одинаковой подвижностью. Мембранный потенциал. При известных условиях однако диффузионный П. может быть не устранен, а, напротив, значительно усилен. Это достигается в том случае, когда между обоими растворами электролита вводится мембрана, обладающая неодинаковой проницаемостью для обоих ионов электролита. Такие полупроницаемые мембраны, свободно пропуская одни ионы, могут б. или м. значительно задерживать другие, подвижность к-рых оказывается т. о. пониженной, а разность и—v (в формуле 3) соответственно увеличенной. В предельном случае один из ионов полностью задерживается, скорость его движения в мембране делается равной нулю, а следовательно кое и+ v равня- ется ± 1. Формула диффузионного П. превра- «01 «О 2 щается тогда в следующую формулу мембранного потенциала, в которой сг и <\—концентрации проходящего через мембрану иона в обоих растворах: я = ДТ1п^.                       (4) ci Как будет описано ниже, в зависимости от электрокинетического П. мембраны, последняя может задерживать ионы одного знака, б. или'м. легко пропуская ионы противоположного знака. Другой причиной, вызывающей неодинаковую проницаемость мембраны для различных ионов, могут служить размеры иона. В частности многие мембраны, свободно пропускающие любые кристаллоиды, задерживают коллоидные частицы. Поэтому, в случае коллоидного электролита, по одну сторону мембраны получается избыток коллоидного иона, по другую—противоположно заряженного кристаллоидного. Во' всех этих случаях результатом является возникновение разности П. по обе стороны мембраны. Если помимо электролита, один из ионов к-рого задерживается мембраной, в растворе содержится электролит, свободно проходящий через нее, он оказывает существенное влияние как на мембранное равновесие диффундирующих ионов, так и на обусловленный им мембранный П. Получающиеся при этом соотношения, имеющие кардинальное значение для поведения коллоидов, были изучены Доннаном (см. Доннана равновесие). Окислительн о-восстановительные потенциалы. Совершенно особую группу составляют электрические П., возникающие в результате хим. реакций. В частности источником разностей П. являются окислительно-восстановительные реакции, связанные с переходом электрических зарядов с одних атомов на другие. Согласно современной теории валентности при окислении происходит отнятие электронов от окисляемого атома, при восстановлении—присоединение электронов (см. Окисление). В наиболее четкой форме это проявляется в тех случаях, когда окислительно-восстановительные р.еакции непосредственно выражаются в изменении валентности и заряда окисляемого или восстановляемого иона, напр. в случае окисления иод-иона в элементарный иод (при окислении KJ) или двувалентного железа в трехвалентное (переход РеС12 в FeCl3). Как известно, металлы обладают способностью принимать и отдавать свободные электроны. Поэтому погруженный в окислительно-восстановительную систему металлический электрод приобретает положительный заряд в случае окислительного направления реакции (вследствие отнятия электронов окисляемым веществом), отрицательный—в случае восстановительного. Чем более сильным окислителем является данная система, тем выше положительный П., приобретаемый электродом в состоянии равновесия. То же справедливо в отношении отрицательного П. и восстановительной способности системы. Поэтому величина П. может служить точной мерой окислительно-восстановительных свойств обратимой системы. Потенциалы биологических систем. В живых организмах наблюдаются нередко значительные разности П., обнаруживающие тесную зависимость от физиол. состояния и жизнедеятельности биол. поверхности: разность П. между нормальной и поврежденной клеточной поверхностями, между деятельными и покоющимися частями клетки (см. Биоэлек- трические токи, Животное электричество). Их объяснение было невозможно до тех пор, пока не были открыты неметаллические гальванические цепи, дающие достаточно значительные разности П. В живой клетке имеется возможность возникновения как пограничных межфазовых, так и мембранных П. Согласно первому представлению, развитому Бейтнером, живые, клетки представляют «масляные цепи», причем роль «масла» играют неводные фазы клетки, в частности липоиды. При этом, соответственно липоидной теории клеточной проницаемости, липоидная фаза должна составлять тонкий слой, покрывающий протоплазму и отделяющий ее от наружного раствора. Различия между составом и концентрацией электролитов в протоплазме и в наружной, омывающей клетку жидкости должно создавать значительную разность П. по обе стороны липоидной оболочки. Эта разность П. и измеряется непосредственно при повреждении клетки и частичном разрушении ее оболочки. Так напр., если неполяри-зующиеся электроды соединены (одинаковыми растворами NaCl) с одной стороны с неповрежденной клеточной поверхностью, с другой— с обнаженной (в результате повреждения оболочки) протоплазмой, то получается след. цепь: Раствор NaCl Липоидная оболочка Протоплазма Раствор NaCl Даваемый ею гальванический ток и представляет согласно Бейтнеру т. н. ток повреждения. В качестве модели, наглядно иллюстрирующей электрические свойства клетки, Бейтнер применил яблоко: его мякоть соответствует протоплазме, а кожица—липоидной оболочке. Ток повреждения получается в том случае, когда раствор, окружающий один электрод, непосредственно соприкасается с кожицей, а другой погружен в мякоть плода. Аналогичная схема приложима и к токам действия. Для их объяснения нужно принять, что в момент возбуждения целость липоидной оболочки также нарушается, хотя и обратимым образом. Другое представление, развитое главным образом Берн-штейном (Bernstein), не прибегает к допущению существования липоидной оболочки как обособленной фазы на клеточной поверхности, а исходит из экспериментально установленного факта избирательной ионной проницаемости поверхности протоплазмы. При различии электролитного состава клеточного содержимого и окружающих жидкостей неодинаковая проницаемость клеточной оболочки для разных ионов должна неизбежно приводить к возникновению мембранных П. Многочисленные исследования показывают, что при возбуждении ионная проницаемость увеличивается и в большей или меньшей степени теряет свой избирательный характер. Отсюда—биологическая разность П. между нормально поляризованной клеточной поверхностью и поверхностью, деполяризованной обратимым образом (вследствие возбуждения) или необратимо (в результате повреждения). Обе рассмотренные теории, приводят к сходным формулам и количественным зависимостям, что крайне затрудняет решение спора между ними на основании экспериментальных данных. Согласно обеим теориям источником возникновения биол. П. служит клеточная оболочка, поляризующаяся вследствие неодинаковой растворимости в ней разных ионов или же неодинаковой для них проницаемости. В наст. время трудно еще сказать, играют ли какую- 6 03 либо роль в биоэлектрических явлениях окислительно-восстановительные П., которые должны возникать в результате непрерывно протекающих в живой клетке окислительно-восстановительных реакций. Термодинамические и электрокинетические потенциалы. Для измерения всех рассмотренных здесь электрических П. применяются.по существу одинаковые методы. Путем асимметрического сочетания различных электродов, водных растворов или невод-пых фаз создают на концах цепи неодинаковые II., к-рые и отводят к гальванометру или к другому электроизмерительному прибору. Однако наличие разности П. на пограничных поверхностях может быть обнаружено также совершенно иным путем—при помощи электрокинетических явлений: катафореза и электроосмоса. Первое явление заключается в движении взвешенных в жидкости частиц, к-рые в электрическом поле передвигаются к одному из полюсов. Обратное явление происходит при электроосмосе. Если твердая фаза укреплена неподвижно в виде пористой пробки или диафрагмы, перегораживающей сосуд между электродами, то при пропускании тока перемещается жидкость— вместо катафореза получается электроосмос. Катафорез и электроосмос совершаются в противоположных направлениях: обе соприкасающиеся фазы—твердое тело и жидкость—несут на своих пограничных поверхностях противоположные заряды. Подобно тому как пропускание тока вызывает движение жидкости или взвешенных в ней частиц, так и обратно, можно получить электрический ток в результате механического движения соприкасающихся фаз, напр. при механическом продавливании жидкости через пористый фильтр или через капи-лярные трубки. Измерение скорости электрокинетических явлений позволяет определять величину лежащих в их основе разностей П. на пограничных поверхностях. Однако найденные таким образом величины резко отличаются от тех, которые соответствуют приведенным выше теоретическим расчетам или соответствующим электрометрическим измерениям. Теория электрокинетических явлений дает ключ к пониманию этого принципиального расхождения. Согласно теории Гельмгольца (Helmholz) пограничная разность П., играющая роль при электрокинетических явлениях, зависит от неравномерного распределения ионов на границе раздела фаз. Ионы одного знака преобладают близ поверхности твердого тела, создавая здесь электрический заряд. Силы электростатического притяжения вызывают в непосредственно прилегающем слое жидкости накопление совершенно одинакового избытка ионов противоположного знака. Получается нек-рое подобие конденсатора, обкладкам к-рого соответствуют оба ионных слоя. Такое расположение ионов Гельмгольц назвал электрическим двойным слоем(см.).Впро-чем, как указал впоследствии Гуи (Gouy), внешний ионный слой не может быть таким резко • отграниченным, как внутренний. Избыток ионов противоположного знака, собирающихся вокруг заряженной поверхности, образует вокруг нее «ионную атмосферу», постепенно редеющую и диффузно переходящую в равномерное распределение ионов обоих знаков (т. н. «диффузный двойной слой»). Если бы при электрокинетических явлениях оба ионных слоя нацело отделялись друг от друга (внутренний слой удерживался бы взвешенной частицей, внешний— увлекался бы окружающей жидкостью), то электрокинетическая разность П. равнялась бы полной разности П. между обеими фазами. В действительности однако взвешенные в жидкости частицы всегда увлекают в своем движении прилегающий, плотно пристающий к ним слой жидкости. Это обнаруживается между прочим в том хорошо известном факте, что для любых взвешенных в жидкости тел сопротивление определяется коеф. внутреннего трения (вязкости) жидкости: трение происходит не по границе твердого тела и жидкости, *а всегда между двумя слоями жидкости—свободно подвижным слоем и слоем, плотно прилипшим к твердой поверхности. Поэтому известная часть двойного слоя (не только внутренний ионный слой, но и часть притягиваемых им ионо'в противоположного знака) прочно удерживается взвешенной частицей.При электрокинетических явлениях играет роль только разность П. между этой внутренней частью двойного слоя и свободной массой жидкости. Этот «электрокинетический потенциал» составляет т. о. лишь часть всей разности П. между обеими фазами. Т. к. значения последней были выведены из основных термодинамических уравнений, то она нередко называется «термодинамической». Электрокинетический П. обычно обозначают греч, буквой С (дзета-потенциал), термодинамический—буквой е. Следует отметить весьма большую изменчивость электрокинетического П. по сравнению с термодинамическим. Помимо .условий, влияющих на последний (см. выше), £-по-тенциал зависит от самой структуры двойного слоя. При одинаковом значении е-потенциала ^-потенциал может иметь весьма различные значения в зависимости от того, насколько тесно сближены ионные слои и, следовательно, какая часть ионной атмосферы «прилипает» к взвешенной частице. Особенно сильно влияет на ?-П. адсорпция содержащихся в растворе ионов, к-рая может в предельном случае (напр. при адсорпции многовалентных ионов) произвести даже полное обращение П., вызвать образование нового двойного слоя противоположного направления (см. Перезарядка холло-идов). При переходе от одного знака заряда к противоположному частица оказывается в известный момент электронейтральной, совершенно лишенной электрического заряда. Электрокинетический П. является одним из важнейших свойств взвешенных частиц, определяющим их поведение не только по отношению к электрическому току, но и к многим другим воздействиям (в частности к действию ионов). Особенно большой интерес представляет значение электрокинетического П. как важнейшего фактора стабильности коллоидов (см. Коагуляция). В случае гидрофобных коллоидов коагуляция наступает, лишь только ^-потенциал коллоидных частиц падает ниже нек-рой величины так называемого критического П. коагуляции. Стабильность гидрофильных коллоидов помимо ^-потенциала обеспечивается также их сродством с растворителем. Электрокинетический потенциал биологических поверхностей. Электрокинетический П. клеточкой поверхности многократно подвергался исследованию путем наблюдения катафореза клеточных взвесей, в некоторых случаях также при помощи опытов электроосмоса через пластинчатые ткани. Исследованы были красные и белые кровяные тельца, сперматозоиды, многие бактерии и про- стейшие. Все достаточно точные и проверенные наблюдения указывают на отрицательный за-рядповерхности живой протоплазмы: в электрическом поле она переносится к аноду. Такой знак заряда в достаточной степени объясняется хим. природой клеточных коллоидов, представляющих амфотерные тела, газоэлектрическая точка (см.) к-рых в большинстве случаев смещена далеко в кислую сторону. Вследствие этого при близкой к нейтральности реакции, в которой обычно протекают жизненные явления, большинство клеточных коллоидов должно иметь отрицательный заряд. Большинство исследований клеточных ^-потенциалов ограничивается установлением их знака и лишь значительно реже подходит к определению их абсолютной величины. Последняя чаще характеризуется косвенным образом—по концентрации тех электролитов, прибавление к-рых вызывает снятие заряда или перезарядку клеточной поверхности. Подобная перезарядка моя^ет быть достигнута прибавлением многовалентных катионов, напр. солей лантана, церия или тория, к-рые приходится добавлять в тем большей концентрации, чем выше был первоначальный отрицательный П. Другим способом изменения заряда является прибавление к-т, понижение рН раствора. В соответствии с общим влиянием реакции на характер диссоциации и на заряд амфо-терных коллоидов пограничный П. должен* падать до нуля по мере приближения рН к изо-электрической точке клеточных коллоидов и приобретать противоположный знак при дальнейшем подкислении раствора.-—Особенно много исследований было посвящено измерению П. и определению изоэлектрической точки эритроцитов. Большинство исследователей находят ее при рН, равном приблизительно 4,6—4,7. Ее положение зависит однако от находящихся в растворе электролитов, к-рые могут вызвать б. или м. значительное ее смещение. Так напр. в опытах Эггерта (Eggerth) прибавление п/109 K2S04 вызывало смещение изоэлектрической точки эритроцитов кролика от рН 4,7 до 4,0. В других случаях для устранения отрицательного "П. клеточной поверхности требуется нередко еще более кислая реакция. Перезарядка бактерий в опытах Уинслоу (Winslow) и его сотрудников наступала лишь при рН ниже 3,0. Сходные результаты дали опыты Шредер над эвгленой, причем обращению знака П. предшествовала гибель клетки. Впрочем полученные различными авторами числовые результаты нуждаются в строгой критической проверке и далеко не всегда могут быть использованы для характеристики электрокинетического П. живой, неповрежденной поверхности протоплазмы. Это относится даже к эритроцитам, над которыми было поставлено особенно большое количество опытов. Как показали недавние исследования Эггерта и Абрамсона (Abramson), приведенное выше значение изоэлектрической точки эритроцитов в действительности относится к поврежденным клеткам или же к клеткам, к-рые, не будучи сами повреждены, изменили свою поверхность путем адсорпции продуктов распада других разрушенных клеток. Действительная изоэлектрическая точка эритроцитов лежит по-видимому при значительно более низких рЫ. Едва ли приходится сомневаться в большом значении для жизнедеятельности клетки такой существенной физической величины, как электрокинетический П. ее поверхности. Однако в наст, время об его биол. значении известно еще очень немного. Здесь следует прежде всего указать на значение ^-потенциала для стабильности клеточных взвесей и для их аглютинации. Последняя, подобно коагуляции коллоидов, происходит после падения П. на поверхности бактерий или эритроцитов ниже нек-рой критической величины. Аглютинины, связываясь клеточной поверхностью, изменяют ее свойства-и чувствительность к электролитам. Но самая аглютинация может происходить только в присутствии электролитов, снижающих пограничный П. клеток. При реакции оседания эритроцитов их ^-потенциал также играет пови-димому существенную роль в качестве одного из факторов, понижающих скорость оседания. Пользуясь для характеристики величины П. концентрацией соли лантана, необходимой для перезарядки, Майне (Mines) показал, что повышенная способность к аглютинации и увеличенная скорость оседания эритроцитов сопровождаются уменьшением их П. Приведенные примеры иллюстрируют роль П. в специальных явлениях аглютинации и осаждения клеточных взвесей. Значительно более широкий интерес представляет та роль, к-рую отводит потенциалу современная теория ионной проницаемости. Как установил Михаелис (Michaelis) на высушенных коллодийных мембранах, при достаточно мелком диаметре пор мембрана обнаруживает избирательную ионную проницаемость. Знак последней определяется ^-потенциалом стенок пор: мембрана пропускает ионы противоположного. знака заряда (если они не превышают диаметра пор) и представляет сильное сопротивление прохождению одноименных ионов. Повидимому тот • же принцип приложим и к ионной проницаемости живых клеток, к-рая т. о. оказывается не-' посредственно связанной с ^-потенциалом клеточной поверхности. Правда, не следует забывать про комплексный состав клеточной оболочки, к-рая может представлять мозаичное сочетание различных участков, имеющих вероятно неодинаковые электрич. свойства. Вследствие этого действительный П. отдельных участков-плазматической поверхности, определяющий характер их ионной проницаемости, может отличаться от суммарного П. клетки, даваемого ка-тафоретическими измерениями. В частности опыты Монда (Mond) показывают, что, несмотря на. суммарный резко отрицательный П. эритроцитов, их ионная проницаемость определяется вкрапленными в поверхность электроположительными участками. Уточнение наших знаний о локализации и распределении ^-потенциалов на биол. поверхностях должно лечь в основу учения о ионной проницаемости и о свяганных: с ней клеточных процессах. Лит.: Рубинштейн Д., Физико-химические основы биологии, М.—Л., 1932 (лит.); X в о л ь с о н О., Курс физики, т. IV, Берлин, 1923; Bernstein J.,. Elektrobiologie, Braunschweig, 1912; Beutner R., Die Entstehung elektrischer Strome in lebenden Geweben, Stuttgart, 1920; Netter H., Ober die Bedeutung elektrokinetischer Potentiale fur die Erferschung biologi-scher Oberflachen, Pfliigers Archiv, Band CCVІII. p. 16, 1925; Stern K., Elektrophysiologie der Pflanzen, Berlin. 1924.                                               Д.Рубинштейн.

Большая медицинская энциклопедия. 1970.

Синонимы:

Смотреть что такое "ПОТЕНЦИАЛ" в других словарях:

  • потенциал — ресурсы, заряд, резерв, запас, (внутренние, жизненные) резервы, возможности, биопотенциал Словарь русских синонимов. потенциал см. возможности Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык …   Словарь синонимов

  • потенциал — а, м. potentiel m. , нем. Potential <лат. potentia сила, мощность. 1. Величина, характеризующая запас энергии тела, находящегося в данной точке поля (электрического, магнитного). Потенциал водорода. Потенциал магнитный. Разница потенциалов.… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ПОТЕНЦИАЛ — (физ.) в учении об электричестве так называется величина электрического состояния на поверхности проводника, имеющая большое сходство с тем, что в учении о теплоте называется температурою, и измеряющая напряжение электрич. на проводниках. Словарь …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ПОТЕНЦИАЛ — (потенциальная функция) (от лат. potentia сила), хар ка векторных полей, к к рым относятся мн. силовые поля (эл. магн., гравитационное), а также поле скоростей в жидкости и т. п. Если П. векторного поля а(r) скалярная ф ция j(r), такая, что… …   Физическая энциклопедия

  • потенциал — электрический потенциал данной точки Разность электрических потенциалов данной точки и другой определенной, произвольно выбранной точки. [ГОСТ Р 52002 2003] потенциал Общий термин, означающий предельную возможность или способность какой то… …   Справочник технического переводчика

  • ПОТЕНЦИАЛ — ПОТЕНЦИАЛ, потенциала, муж. (от лат. potentia сила, возможность). 1. Физическое понятие, характеризующее величину потенциальной энергии в определенной точке пространства (физ., тех.). Потенциал силы притяжения. Разность потенциалов. 2. перен.… …   Толковый словарь Ушакова

  • ПОТЕНЦИАЛ — (от латинского potentia сила), источники, возможности, средства, запасы, которые могут быть использованы для решения какой либо задачи, достижения определенной цели; возможности отдельного лица, общества, государства в определенной области… …   Современная энциклопедия

  • ПОТЕНЦИАЛ — (потенциальная функция) понятие, характеризующее широкий класс физических силовых полей (электрических, гравитационных и т. п.) и вообще поля физических величин, представляемых векторами (поле скоростей жидкости и т. п.). В общем случае потенциал …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПОТЕНЦИАЛ — (от лат. potentia сила) источники, возможности, средства, запасы, которые могут быть использованы для решения какой либо задачи, достижения определенной цели; возможности отдельного лица, общества, государства в определенной области (напр.,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • потенциал — 1. В физике величина, характеризующая в данной точке силовое поле электрическое, магнитное, гравитационное и пр. Соответственно различаются потенциал электрический, магнитный и пр. 2. Совокупность наличных средств, возможностей в некоей области,… …   Большая психологическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «ПОТЕНЦИАЛ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.