Donnan-Gleichgewicht
Donnan-Gleichgewicht
Englischer Begriff
Donnan equilibrium; Donnan distribution
Definition
Das nach dem britischen Chemiker F.G. Donnan (1870–1956) benannte Donnan-Gleichgewicht ist die Ionenverteilung, die sich einstellt, wenn 2 Lösungen durch eine semipermeable Membran getrennt sind, die für das Lösungsmittel und einige, aber nicht für alle Ionenarten durchlässig ist.
Beschreibung
Es stellt sich durch Ionenverschiebung ein Gleichgewicht ein, bei dem das Produkt der membrangängigen Ionen auf der einen Seite gleich dem Produkt der membrangängigen Ionen auf der anderen Seite ist. Hierbei kommt es zu Konzentrationsdifferenzen unter Wahrung der Elektroneutralität. Ein theoretisches Beispiel:
Ausgangssituation | Gleichgewicht | ||
|---|---|---|---|
Kompartiment I | Kompartiment II | Kompartiment I | Kompartiment II |
cNa+ = 12 | cNa+ = 12 | cNa+ = 8 | cNa+ = 16 |
cCl– = 12 | cP– = 12 | cCl– = 8 | cCl– = 4 |
cP– = 12 | |||
Im Gleichgewicht beträgt das Produkt der diffusiblen Ionen in beiden Kompartimenten 64. Die Molalität ist in Kompartiment II höher und erzeugt hier einen Druckanstieg (Kolloidosmotischer Druck).
Eine analoge Situation liegt im Organismus an vielen Stellen vor, z. B. zwischen Blutplasma und Interstitialflüssigkeit oder Liquor cerebrospinalis. Die höhere Cl–-Konzentration in diesen Flüssigkeiten ist die Folge einer Donnan-Verteilung. Die ungleiche Verteilung der membrangängigen Ionen erzeugt ein Membranpotenzial. Mathematische Behandlung der Donnan-Verteilung s. Lehrbücher der Physikalischen Chemie oder Literaturangaben.
Literatur
Tietz N, Siggaard-Andersen O (1982) Acid-base and electrolyte balance. In: Tietz N (Hrsg) Fundamentals of clinical chemistry. Saunders, Philadelphia, S 949–951