(6.7)(6.9)
Giáo trình Vật lý – Sinh học GV: Trần Văn Tuẩn
MỤC LỤC
Trang 1
Bài 1 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRÊN CƠ THỂ SỐNG
I. Nhiệt độ và nhiệt lượng
Nhiệt độ là một đại lượng vật lý được xây dựng để phản ảnh đặc trưng của trạng thái
nóng hay lạnh của một đối tượng một cách khách quan, mà không phụ thuộc vào cảm giác
chủ quan.
Cảm giác nóng lạnh cho chúng ta biết một vật nào đó có nhiệt độ cao hơn hay thấp
hơn so với nhiệt độ của bộ phận tiếp xúc, nó phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ và độ dẫn
nhiệt của vật. Ví dụ: tất cả các vật trong môi trường tự nhiên có nhiệt độ giống nhau (bằng
nhiệt độ môi trường), nhưng nếu ta tiếp xúc với kim loại thì cảm giác nóng lạnh sẽ khác so
với tiếp xúc với gỗ…
Đo nhiệt độ của vật thì ta có nhiều dụng cụ khác nhau, tùy vào nhu cầu ta chọn dụng
cụ thích hợp:
II. Các loại nhiệt kế-nhiệt giai
2.1. Các loại nhiệt kế
- Nhiệt kế thủy ngân ( dựa vào hiện tượng giãn nở vì nhiệt);
- Nhiệt kế áp điện (dựa vào hiện tượng áp điện giữa hai kim loại tiếp xúc nhau);
- Nhiệt kế điện trở (sự biến đổi điện trở theo nhiệt độ)…
2.2. Nhiệt giai
- Nhiệt giai Celsius là độ C, lấy chuẩn 0
0
C là nhiệt độ nước đá đang tan ở điều
kiện bình trường, lấy nhiệt độ sôi của nước là 100
0
C
- Nhiệt giai Fahreinheit là độ F, lấy chuẩn 32
0
F là nhiệt độ nước đá đang tan ở

c: nhiệt dung riêng (j/kg.độ)
∆t=t2-t1: độ chênh lệch nhiệt độ.
IV. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học
Nhiệt lượng truyền cho hệ bằng tổng công mà hệ thực hiện đối với môi trường bên
ngoài và độ biến thiên nội năng.
dQ=dU+dA
Trong đó: dQ là nhiệt lượng cung cấp
dU là độ biến thiên nội năng
dA là công hệ thực hiện
Theo nguyên lý I thì nếu cơ thể hoạt đọng như một máy nhiệt thì cần có một
nguồn nhiệt để cung cấp nhiệt lượng, muốn vậy thì nguồn nhiệt phải đạt 174
0
C theo tính
toán. Thực tế không thể được, vậy muốn hoạt động cơ thể còn cách thay đổi nội năng của
các cơ. Áp dụng nguyên lý I cho hệ thống sống thì ta có thể viết phương trình như sau:
∆Q=∆E+∆A+∆M
Trong đó ∆Q là nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đồng hóa thức ăn
∆E là phần năng lượng tiêu hao vào môi trường
∆A là công mà cơ thể thực hiện
∆M là năng lượng dự trữ dạng hóa năng (các sản phẩm cuối)
Phương trình trên còn gọi là phương trình cân bằng nhiệt đối với cơ thể.
V. Một số quá trình biến đổi năng lượng trên cơ thể sống
4.1. Năng lượng trong quá trình co cơ
Công trực hiện trong quá trình co cơ được tính bằng công thức sau:
Trong đó x là độ dài cơ
Hiệu suất công của quá trình co cơ
là công thực hiện với môi trường ngoài
là công mà cơ thực hiện ứng với năng lượng cung cấp.
Thông thường hiệu suất này chỉ đạt khoảng 20-30%
Năng lượng dung trong quá trình co cơ được lấy trực tiếp từ ATP có trong cơ. Lượng

 Nếu hệ biến đổi theo một quá trình cân bằng thuận nghịch bất kỳ từ trạng
thái 1 sang trạng thái 2 thì độ biến thiên của hàm entropy của hệ trong quá trình đó:
5.2. Phát biểu thứ nhất của nguyên lý thú hai nhiệt động lực học
Khi có sự trao đổi nhiệt giữa hai vật khác nhiệt độ tiếp xúc nhau trong một bình kín
cách nhiệt so với môi trường ngoài thì nhiệt chỉ truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn đến vật có
nhiệt độ thấp hơn
5.3. Phát biểu thứ hai của nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học
 Xét hệ cô lập về nhiệt :
 Độ biến thiên entropy của hệ trong quá trình trao đổi nhiệt giữa hai vật:
Obj106
Obj107
Obj108
Obj109
 Nếu
 T
2
< T
1
: vật 2 nhận nhiệt
 T
2
> T
1
: vật 2 tỏa nhiệt
 Với một hệ kín biến đổi theo quá trình không thuận nghịch, entropy của hệ
là một hàm luôn luôn tăng
 Đối với một hệ kín biến đổi theo một quá trình bất kỳ, qua đó độ biến thiên
entropy của hệ là thì nguyên lý tăng entropy được viết dưới dạng:
5.4. Áp dụng nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học
Ở hệ thống sống, vật chất, năng lượng được trao đổi không ngừng và quá trình biến

Obj110
Obj111
Đại lượng dS
e
có thể nhận giá trị bất kỳ: âm, dương, bằng 0. Vì cơ thể có thể trao đổi
chất với môi trường bên ngoài theo cả 2 chiều. Nhưng do quá trình sử dụng thức ăn và thải
loại các chất thứ cấp khỏi cơ thể nên hầu như dS
e
mang giá trị âm.
Bài tập ôn tập:

Bài 2 SỰ VẬN CHUYỂN CHẤT TRONG CƠ THỂ
I. Thuyết động học phân tử
1. Các giả thiết để xây dựng thuyết động học phân tử
Để xây xựng được các phương tiện để khảo sát tính chất của chất khí người ta phải
đưa ra các giả thiết về cấu tạo và tính chất của chất khí để đơn giản hóa cho quá trình tính
toán, các chất khí thỏa mãn các giả thiết này được coi như chất khí lí tưởng.
- Chất khí có cấu tạo gián đoạn và gồm số rất lớn các phân tử
- Các phân tử chuyển động hỗn độn không ngừng, chúng va chạm nhau và va
chạm vào thành bình.
- Cường độ chuyển động thể hiện nhiệt độ của hệ.
- Kích thước phân tử rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
- Các phân tử không tương tác nhau, chỉ tương tác khi va chạm, và va chạm là
va chạm đàn hồi
+ Số mol: là khối lượng của 6,05.10
23
hạt (gam)
2. Định luật phân bố Maxoen
Thực nghiệm cho thấy vận tốc của phân tử khí có giá trị từ 0 đến các giá trị rất lớn,
nhưng sự phân bố số phân tử theo vận tốc là không đều.

thuộc lẫn nhau của các thông số trạng thái ta biểu thị qua một phương trình toán học gọi là
phương trình trạng thái của.
1.3.1. Các định luật thực nghiệm
a. Quá trình đẳng nhiệt: T = const
Obj114
Obj115
Obj116
Obj117
Obj118

b. Quá trình đẳng tích: V = const
c. Quá trình đẳng áp: p = const
1.3.2. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Một chất khí có trạng thái thỏa mãn phương trình sau đây gọi là khí lý tưởng:
Trong đó: m là khối lượng của khối khí (đơn vị tính là gam)
µ là khối lượng mol của chất khí (g/mol)
R là hằng số khí lý tưởng (R = 8.31 J/mol.K)
là số mol khí
Phương trình đó gọi là phương trình trạng thái của khí lý tưởng.
Ví dụ:
Obj119
Obj120
Obj121
Obj122
Đáp số: a. 160kPa; b. 22 lít
II. Hiện tượng khuếch tán
2.1.Khuếch tán không qua màn
Hiện tượng khuếch tán là hiện tượng các phân tử chuyển động hỗn độn và hòa lẫn
vào nhau. Hiện tượng khuếch tán xảy ra ở cả chất khí, lỏng, rắn. tuy nhiên tốc độ khuếch tán
thì xảy ra nhanh hơn đối với chất khí, lỏng, rắn.

(10
-3
N/m)
Nước
18
73,7
Rượu êthylic
30
20,8
Chloroformal
20
27
Thủy ngân
18
520
Rượu êthylic
20
22
Sữa người
20
50
Bảng hệ số căng mặt ngoài của một số chất
IV. Hiện tượng mao dẫn
Hiện tượng nước trong ống nhỏ dâng lên hoặc tụt xuống ở điều kiện bình thường gọi
là hiện tượng mao dẫn
Độ cao của cột dâng lên hoặc hạ xuống được tính theo công thức:
Obj123
21
,vv
α là góc hợp bởi thành ống và tiếp tuyến của mặt cong tại điểm mặt cong tiếp xúc với

1
& ΔS
2
). Vì chất lưu lý tưởng nghĩa là hoàn toàn
không nén được, nên khối lượng chất lưu chứa trong ống dòng giới hạn bởi hai tiết diện
ΔS
1
, ΔS
2
là không đổi, do đó lưu lượng chất lưu chuyển động qua ΔS
1
, ΔS
2
phải bằng nhau.
v
1
ΔS
1
= v
2
ΔS
2
(6.6)
2. Định luật Becnuli:
Obj124
Obj125
Obj126
Obj127
222
111



+=
2
11
2
22
2
1
2
1
mvmghmvmghdE
Trên hình (6.4) ta thấy khối chất lỏng chiếm vị trí (1,2) chuyển động chiếm vị trí
(1’,2’). Khối chất lưu này chuyển động được như vậy là do áp suất p
1
gây nên lực F
1
=p
1
S
1
đẩy chất lỏng tiến tới, áp suất p
2
gây nên lực F
2
=p
2
S
2
cản chuyển động của chất lỏng. Công

của các vị trí tương ứng).
Vậy sự biến thiên năng lượng cơ học của khối chất lỏng giữa hai vị trí (2,2’) và (1,1’)
là:
Theo định luật bảo toàn cơ năng thì công thực hiện do áp suất chất lỏng bằng độ biến
thiên năng lượng cơ học, nên ta có:
dA=dE (6.10)
Từ (6.8); (6.9); (6.10) ta được:
( )
2
222
2
111
2
11
2
2221
2
1
2
1
2
1
2
1
mvmghVpmvmghVp
Hay
mvmghmvmghVpp
++=++



phải cung cấp năng lượng.
Obj128
Obj129
Obj130
- Sau khi đã đạt được cân bằng, sự khuếch tán của các phân tử vẫn được tiếp tục duy
trì tuy nhiên nồng độ của chúng ở hai bên màng không thay đổi.
- Hiện tượng này phụ thuộc vào động năng (kinetic energy) của các phần tử nên sự
khuếch tán sẽ xảy ra nhanh hơn khi (1) nhiệt độ tăng, (2) gradient nồng độ lớn và (3) vật thể
có kích thước nhỏ.
- Các phân tử tan trong lipid như oxygen, doxide carbon, nitrogen, các steroid, các
vitamin tan trong lipid như A, D, E và K, glycerol, rượu và ammonia có thể đễ dàng đi qua
lớp phospholipid kép của màng bào tương theo cả 2 phía bằng hình thức
này (hình 4). Tốc độ khuếch tán của chúng tỷ lệ thuận vào khả năng tan trong lipid của các
phân tử.
- Các phần tử có kích thước nhỏ không tan trong lipid cũng có thể khuếch tán qua
màng theo hình thức này thông qua các kênh (hình 4), như các ion natri (Na
+
), ion kali (K
+
),
ion calci (Ca
2+
), ion clo (Cl
-
), ion bicarbonate (HCO
3
-
) và urê. Tốc độ khuếch tán của chúng
tỷ lệ thuận với kích thước phân tử, hình dạng và điện tích của các phần tử.
- Nước không những dễ dàng đi qua lớp phospholipid kép mà còn khuếch tán qua các

+ Chất vận chuyển thay đổi hình dạng.
+ Glucose đi qua màng và giải phóng vào trong tế bào, tại đây enzyme kinase sẽ gắn
một nhóm phosphat vào phân tử glucose để tạo thành glucose 6-phosphate. Phản ứng này
giúp duy trì nồng độ glucose trong tế bào luôn luôn ở mức thấp tạo điều kiện cho glucose
luôn luôn được vận chuyển vào bên trong.
7.2.Các hình thức vận chuyển chủ động
Hình thức vận chuyển này được chia làm hai loại (1) vận chuyển chủ động nguyên
phát và (2) vận chuyển chủ động thứ phát tùy theo năng lượng ATP được sử dụng trực tiếp
hay gián tiếp trong qúa trình vận chuyển các chất.
7.2.1. Vận chuyển chủ động nguyên phát (primary active transport)
- Vận chuyển chủ động nguyên phát là hình thức vận chuyển trong đó năng lượng từ
ATP được sử dụng trực tiếp để "bơm" một chất qua màng theo chiều ngược với chiều
gradient nồng độ.
- Tế bào sẽ sử dụng năng lượng này thay đổi hình dạng của các protein vận chuyển
trên màng bào tương để qua đó thực hiện việc vận chuyển. Khoảng 40% ATP của tế bào
phục vụ cho mục đích này.
7.2.2. Vận chuyển chủ động thứ phát (secondary active transport) (hình 7)
- Trong hình thức vận chuyển này năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về gradient nồng
độ của ion Na
+
được sử dụng để vận chuyển các chất đi ngược lại chiều gradient nồng độ
của chúng qua màng.
- Bơm natri duy trì một sự khác biệt lớn về nồng độ ion Na
+
hai bên màng bào tương,
nếu có một con đường qua đó cho phép các ion Na
+
đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có
nồng độ thấp thì năng lượng tồn trữ do sự khác biệt về nồng độ của Na
+

Hệ thống tim mạch gồm có tim và hệ mạch máu, đóng vai trò rất quan trọng trong cơ thể, có
tính chất sinh mạng. Đảm nhiệm các chức năng sau:
Cung cấp oxy và dưỡng chất cho tổ chức, đồng thời mang các chất cần đào thải chuyển
cho các cơ quan có trách nhiệm thải ra ngoài.
Thông tin liên lạc bằng thể dịch: vận chuyển các hormon, các enzym đến các cơ quan,
liên lạc giữa các cơ quan với nhau.
Điều hòa thân nhiệt: nguồn máu nóng sưởi ấm các cơ quan và làm nhiệm vụ thải nhiệt
cho cơ thể.
Trong các chức năng trên, nhiệm vụ cung cấp oxy, glucose cho việc chuyển hóa năng lượng
là nhiệm vụ quan trọng nhất.
Hình 1 : Sự lưu thông máu trong cơ thể
Tế bào não thiếu năng lượng dù chỉ vài giây, đã ngừng hoạt động, nếu thiếu năng
lượng quá 5 phút, nó sẽ tổn thương khó hồi phục.
Tim hoạt động như một máy bơm, hút và đẩy máu vào 2 vòng tuần hoàn: đại tuần
hoàn và tiểu tuần hoàn (Hình 1).
Vòng đại tuần hoàn (tuần hoàn hệ thống) mang máu động mạch giàu oxy và các chất
dinh dưỡng từ tim trái theo động mạch chủ, động mạch chủ tiếp tục phân thành những động
mạch nhỏ dần đến các cơ quan. Ở tổ chức, các tiểu động mạch tiếp nối với mạng mao mạch,
dưỡng chất và khí sẽ trao đổi qua các thành mỏng của mao mạch, dưỡng chất được cung cấp
cho tổ chức. Sau đó máu đã bị khử oxy vào các tiểu tĩnh mạch, được mang ra khỏi mô, tập
trung vào những tĩnh mạch lớn, về tim phải.
Vòng tiểu tuần hoàn (tuần hoàn phổi) mang máu tĩnh mạch từ tim phải theo động
mạch phổi lên phổi, ở mao mạch phổi, khí cacbonic được thải ra ngoài và máu nhận oxy để
trở thành máu động mạch, theo tĩnh mạch phổi về tim trái, tiếp đó bắt đầu một chu trình
tương tự qua vòng đại tuần hoàn.
Như vậy tim là động lực chính của tuần hoàn, tim hút và đẩy máu vào động mạch.
Động mạch và tĩnh mạch dẫn máu đến tổ chức và từ tổ chức về tim. Mao mạch chính là nơi
diễn ra quá trình trao đổi chất giữa máu và mô.
Hệ thống mạch máu có thể xem như hệ ống dòng, vì thế vận tốc chảy của dòng máu
phụ thuộc nhiều vào các yếu tố áp suất dòng máu và tiết diện mạch máu.

CO thì Hb không còn khả năng vận chuyển O
2
nữa. Dấu hiệu đầu tiên là da đỏ sáng, bệnh
nhân rơi vào trạng thái kích thích, rồi buồn ngủ, hôn mê và tử vong. Khí CO thường được
sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Điều trị bằng cách đưa bệnh nhân ra khỏi
môi trường nhiều CO, đồng thời cho thở O
2
. Lượng CO trong không khí là chỉ số đo mức độ
ô nhiễm môi trường.
- Khi máu tiếp xúc với những thuốc hoặc hoá chất có tính oxy hoá, Fe
2+
trong
nhân heme chuyển thành Fe
3+
và hemoglobin trở thành methemoglobin không còn khả năng
vận chuyển O
2
. Methemoglobin khi hiện diện trong máu nhiều sẽ gây triệu chứng xanh tím.
Tình trạng này xảy ra khi ngộ độc một số dẫn chất của anilin, sulfonamide, phenacetin,
nitroglycerin, nitrate trong thực phẩm ...
8.2.2. Vận chuyển khí CO
2
Hồng cầu vận chuyển CO
2
từ tổ chức về phổi theo phản ứng sau:
Hb + CO
2
Û HbCO
2
(carbaminohemoglobin)

Ý tưởng về mối liên hệ chặt chẽ giữa dòng điện và các hoạt động sống được lan truyền
từ khoảng những năm 1731 khi Gray (Anh) và Nollet (Pháp) khẳng định sự tồn tại các điện
tích ở thực vật, động vật. Tiếp theo đó vào năm 1751 Adanson đã nhận thấy tác dụng điện
của các giống cá điện cũng tương tự như bình Leyden đối với động vật và con người. Walch
(1773) đã chứng minh tính đồng nhất của những tác dụng kể trên đồng thời cho thấy sự
phóng điện của loại cá điện, cũng như bình Leyden được truyền theo dây dẫn và bị ngắt bởi
vật cách điện.
Khởi đầu cho những nghiên cứu về dòng điện sinh học (dòng điện sống) là thí nghiệm
nổi tiếng của bác sĩ người Ý Galvani (1791). Ông là người đã tìm ra đặc trưng quan trọng
của tế bào sống: Giữa tế bào sống và môi trường bên ngoài luôn tồn tại một sự chênh lệch
điện thế. Ðo trên các loại tế bào khác nhau, sự chênh lệch điện thế này vào khoảng 0,1V,
riêng các loại cá điện có thể sinh ra các xung điện (các hiệu điện thế xuất hiện gián đoạn
theo thời gian) khoảng 600V, 100mA. Tuy sau đó rất nhiều nhà bác học khác cũng quan tâm
nghiên cứu, nhưng đến hơn 100 năm sau, con người vẫn chưa hiểu rõ cơ chế của hiện tượng
điện sinh vật. Trong vài chục năm gần đây, nhờ các máy ghi đo điện chính xác, các máy phát
xung điện cũng như các thiết bị điện tử hiện đại, nhờ sự áp dụng có hiệu quả các phương
pháp đồng vị phóng xạ, kính hiển vi điện tử, hóa học tế bào.v.v... chúng ta mới phát hiện
được nhiều quy luật về hoạt động điện của tế bào.
1.2.Điện thế nghỉ
Kết quả của thí nghiệm phát hiện điện thế nghỉ mô tả trên hình 4.1 cho thấy:
Khi 2 điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh thì không có sự chênh lệch về điện
thế.
Khi chọc 1 điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 điện cực đặt trên bề mặt
sợi thần kinh thì giữa hai đầu điện cực xuất hiện một hiệu điện thế.
Khi 2 điện cực chọc xuyên qua màng, không có sự chênh lệch về điện thế.
Như vậy giữa phần bên trong tế bào và môi trường bên ngoài luôn tồn tại một hiệu
điện thế. Sự chênh lệch về điện thế này gọi là điện thế nghỉ hay điện thế tĩnh.
Ðiện thế nghỉ có hai đặc điểm sau:
Mặt trong màng tế bào sống luôn có điện thế âm so với mặt ngoài, tức là điện thế
nghỉ có chiều không đổi.

b.Phương pháp một pha.
Trong phương pháp này, chỉ có một điện cực lớn đặt ở vị trí (2) còn điện cực thứ hai là
một vi điện cực cắm xuyên qua màng ở vị trí (3)(hình 4.5).
Khi chưa kích thích, giữa vi điện cực và điện cực lớn có một hiệu điện thế, đó là điện
thế nghỉ của thần kinh (khoảng -80mV). Khi kích thích thần kinh tại vị trí (1), sóng hưng
phấn sẽ lan truyền về phía vị trí (2): hiệu điện thế giữa hai điện cực tăng từ -80mV dần dần
đạt tới giá trị 0 khi sóng đi tới vị trí (2). Khi sóng hưng phấn truyền từ (2) tới (3) hiệu điện
thế giữa 2 điện cực lại giảm đi từ giá trị 0 về giá trị điện thế nghỉ như lúc ban đầu (-80mV).
Như vậy điện thế hoạt động chính là sự biến đổi nhanh chóng của điện thế nghỉ dưới tác
dụng của một tác nhân kích thích nào đó.
Gần đây, nhờ các dao động ký điện tử nhạy chúng ta đã ghi được tỷ mỉ và chính xác
hơn điện thế hoạt động bằng phương pháp một pha: đỉnh của điện thế hoạt động có dạng gai
nhọn, đỉnh này không dừng lại ở giá trị 0, mà tiếp tục vượt sang phía có giá trị dương (Hình
4.6). Ðo trên sợi trục khổng lồ của thần kinh cá mực người ta thấy điện thế nghi có giá trị
khoảng 60mV, phần đỉnh của điện thế hoạt động nhô khỏi giá trị 0 khoảng 50mV.
Trên hình 4.6 dựa vào sự biến đổi điện thế ở hai phía của màng chúng ta có thể chia
điện thế hoạt động làm nhiều giai đoạn sau:
 Giai đoạn khử cực (đoạn AA') ứng với lúc hiệu điện thế ở hai phía của màng
biến đổi từ giá trị điện thế nghỉ đến giá trị 0.
 Giai đoạn quá khử cực (gai nhọn A'BB') ứng với hiệu điện thế ở hai phía màng
vượt quá giá trị 0.
 Giai đoạn phân cực lại (đoạn B'C) ứng với lúc hiệu điện thế ở 2 phía của màng
từ giá trị 0 trở về giá trị điện thế nghỉ.
 Giai đoạn quá phân cực (đoạn CD) ứng với lúc hiệu điện thế ở 2 phía màng có
giá trị âm hơn giá trị điện thế nghỉ.
Chính điện thế hoạt động đã đảm bảo cho quá trình dẫn truyền hưng phấn dọc theo sợi
thần kinh. Các kết quả thực nghiệm sau cho thấy rằng điện thế hoạt động có khả năng lan
truyền:
- Ðiện thế hoạt động ghi được càng chậm so với thời điểm kích thích sợi thần kinh khi
ta đặt điện cực càng xa vị trí kích thích.

môi trường bên ngoài nhiều hơn ở trong sợi cơ khoảng 10 lần. Do đó để tìm hiểu cơ chế hiện
tượng điện sinh vật, trước hết chúng ta cần khảo sát sự xuất hiện hiệu điện thế khi hai phía
của một màng có các dung dịch điện ly nồng độ khác nhau.
3.1. Các loại hiệu điện thế.
a. Hiệu điện thế khuếch tán.
Hiệu điện thế này xuất hiện ở ranh giới của các dung dịch điện ly có nồng độ khác
nhau nếu các cation (ion dương đến cathod) và anion (ion âm đến anod) chứa trong các dung
dịch này có độ linh động khác nhau. Còn nếu độ linh động của anion và cation như nhau, ví
dụ như trong trường hợp K+ và Cl-, thì không xuất hiện hiệu điện thế khuếch tán.
Các ion Kali, Natri, Hydro, Clo, Canxi, OH và NH4 giữ vai trò chính trong việc tạo
nên điện thế khuếch tán ở các tế bào và mô. Những ion khác giữ vai trò không đáng kể.
Khi mặt ngoài của tế bào bị huỷ hoại, hai dung dịch trong và ngoài tế bào tiếp giáp
nhau. Các dung dịch này rất khác nhau về thành phần và nồng độ các ion. Vì thế, khi đó giữa
các dung dịch này xuất hiện hiệu điện thế khuếch tán.
b. Hiệu điện thế nồng độ.
Nhúng hai điện cực làm bằng cùng một thứ kim loại vào hai dung dịch có nồng độ ion
kim loại đó khác nhau. Sau khi đạt trạng thái cân bằng, ở mỗi điện cực sẽ xuất hiện một điện
thế mà độ lớn phụ thuộc vào tỷ số nồng độ ion kim loại trong điện cực và trong dung dịch.
Vì nồng độ ion kim loại trong hai dung dịch khác nhau nên giá trị điện thế ở mỗi cực một
khác, giữa chúng xuất hiện một hiệu điện thế Uc, gọi là hiệu điện thế nồng độ.
Như vậy, hiệu điện thế nồng độ được xác định bằng tỉ số nồng độ các ion kim loại
trong hai dung dịch.
c. Hiệu điện thế màng và cân bằng Donnan.
Một trong những nguyên nhân tạo ra sự phân bố không đồng đều các ion là sự có mặt
của màng bán thấm. Tùy thuộc vào kích thước của lỗ màng, điện tích màng và tính thấm
chọn lọc của màng, chúng có thể thấm với các ion này mà không thấm với các ion khác.
Chính vì vậy mà xuất hiện hiệu điện thế màng, giá trị của điện thế màng phụ thuộc đặc tính
và mức độ thấm chọn lọc của màng, kích thước và điện tích của ion và độ linh động của
chúng. Ví dụ: Màng protein ở môi trường kiềm tích điện âm sẽ thấm chọn lọc đối với cation
và không thấm đối với anion. Ở các tổ chức sống nồng độ các dung dịch điện ly, các hợp