Nernst-Potenzial: Steigung für Kalium
Feste T und [K]ᵢ. Messen Sie E_K bei mehreren [K]ₒ und bestimmen Sie die Steigung von E gegen log₁₀[K]ₒ je Dekade.
Hochschule / Forschung· 22 min·Verwandte Simulation: Biophysik, Fluide und GeowissenschaftenNernst-Potenzial und Goldman-Hodgkin-Katz-Gleichung
Ziel des Versuchs
Die Nernst-Steigung (mV/Dekade) aus E_K = (RT/F) ln([K]ₒ/[K]ᵢ) bestimmen. Der Graph E gegen log₁₀[K]ₒ hat die Steigung (RT/F) ln 10.
Geräte
- K⁺-selektive Elektrode
- Bad [K]ₒ
- Bekannte [K]ᵢ / T
Versuch
Theorie
Bei 20 °C beträgt die ideale K⁺-Steigung etwa 58 mV je zehnfacher Änderung von [K]ₒ. [K]ᵢ und T sind bekannt; E_K bleibt verborgen. Der Aufbau ist eine K⁺-selektive Elektrode, kein Rechner des Ruhepotenzials nach Goldman-Hodgkin-Katz.
Durchführung
- Temperatur (20 °C) und inneres [K]ᵢ sind fest und bekannt. Ändern Sie nur das äußere [K]ₒ.
- Notieren Sie. Die Elektrode trägt E mit kleinem Rauschen ein. Es gibt keine laufende Anzeige von E_K und keine Kennzeichnung „58 mV/Dekade“.
- Die Tabelle berechnet log₁₀[K]ₒ. Wiederholen Sie das für mindestens 6 Konzentrationen etwa von 2 bis 40 mM.
- Bestimmen Sie die lineare Ausgleichsgerade E gegen log₁₀[K]ₒ; die Steigung ist das Ergebnis in mV/Dekade. Vergleichen Sie mit dem Referenzwert.
Schlussfolgerung
Die bestimmte Steigung je Dekade stimmt mit (RT/F) ln 10 bei 20 °C überein. Wesentliche Unsicherheiten: Elektrodenrauschen und die Idealisierung einer idealen K⁺-Selektivität.