Величина поляризационной емкости клеточной мембраны достигает 2 мкФ на каждый см2 ее поверхности. Определить величину заряда, сосредоточенного на поверхности клетки, если разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны 90 мВ. Площадь поверхности мембраны 50 мкм2. Сколько ионов находится на поверхности клетки, если все ионы одновалентные?

низнаюб

Добрый день, уважаемый ученик!

Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся формулой, связывающей величину поляризационной емкости, заряд и разность потенциалов:

C = Q / V,

где C - поларизационная емкость, Q - заряд, V - разность потенциалов.

В нашей задаче дана поларизационная емкость клеточной мембраны (C = 2 мкФ/см^2) на каждый см^2 ее поверхности. Нам нужно найти величину заряда (Q), сосредоточенного на поверхности клетки, если разность потенциалов (V) между внутренней и внешней поверхностями мембраны составляет 90 мВ. Площадь поверхности мембраны (S) равна 50 мкм^2.

Для начала переведем единицы измерения в систему СИ:
C = 2 мкФ/см^2 = 2 * 10^-6 Ф / (10^-2 м)^2 = 2 * 10^-6 Ф / 10^-4 м^2 = 2 * 10^-6 Ф / 10^-4 Кл/В = 2 * 10^-6 Кл/В.

Теперь подставим значения в формулу и найдем величину заряда:
Q = C * V = 2 * 10^-6 Кл/В * 90 * 10^-3 В = 180 * 10^-9 Кл.

Ответ: величина заряда, сосредоточенного на поверхности клетки, составляет 180 нКл.

Далее, нам нужно найти количество ионов на поверхности клетки, если все ионы одновалентные. Зная, что 1 кулон заряда содержит примерно 6.242 * 10^18 одновалентных зарядов, мы можем найти количество ионов.

Количество ионов = Q / (заряд 1 иона) = 180 * 10^-9 Кл / (1 * 1.6 * 10^-19 Кл) = 180 * 10^-9 Кл / (1.6 * 10^-19 Кл) = (180 / 1.6) * (10^-9 / 10^-19) = 1125 * 10^10 = 112.5 * 10^11.

Ответ: на поверхности клетки находится около 112.5 * 10^11 одновалентных ионов.

Надеюсь, я смог ясно и подробно объяснить и решить задачу для вас. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!