膜平衡英文解释翻译、膜平衡的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 membrane equilibrium
【医】 Donnan equilibrium; membrane equilibrium

分词翻译：

膜的英语翻译：

film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【医】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum

平衡的英语翻译：

balance; counterpoise; equation; equilibrium; equipoise; poise; standoff
【计】 balancing; equalization
【化】 equilibrium
【医】 balance; bilanz; equilibration; equilibrium
【经】 balancing; counterbalance; equalization; equilibrium; in balance; level

专业解析

膜平衡（Membrane Equilibrium），在电化学和生物物理学中是一个核心概念，特指当半透膜（Semi-permeable Membrane）分隔开两种含有不同离子成分或浓度的溶液时，由于膜对特定离子具有选择性通透能力，最终导致膜两侧离子分布和渗透压达到动态平衡的状态。这种平衡状态被称为唐南平衡（Donnan Equilibrium），由英国化学家弗雷德里克·唐南（Frederick Donnan）于1911年首次系统描述。

其核心机制与详细含义如下：

离子选择性通透与电荷平衡：
- 半透膜允许小分子（如水）和某些特定离子自由通过，但阻止大分子（如蛋白质）或特定离子通过。
- 当膜一侧存在不能透过膜的大分子离子（如带负电的蛋白质 R⁻）时，为了维持溶液整体的电中性，该侧必须存在带相反电荷的可通透离子（如 Na⁺）。
- 当系统达到平衡时，膜两侧的可通透小离子（如 Na⁺, Cl⁻）的浓度乘积相等，但每种离子的绝对浓度在膜两侧并不相等。具体表现为：不能透过膜的大分子离子所在的一侧，其同号可通透离子的浓度较高，而异号可通透离子的浓度较低。
渗透压的产生：
- 由于膜两侧离子总浓度存在差异（大分子离子侧的总离子浓度通常更高），导致两侧存在渗透压差（π）。
- 唐南平衡下的渗透压（π）不仅取决于大分子本身的浓度，还受到溶液中所有可通透离子浓度分布的影响。其计算公式为： $$ pi = RT left( sum c{i, text{inside}} - sum c{i, text{outside}} right) $$ 其中 R 是气体常数，T 是绝对温度，cᵢ 是离子浓度（inside 指大分子离子侧，outside 指另一侧）。
膜电位的形成：
- 由于膜两侧同种可通透离子的浓度不同（例如，大分子负离子侧的 Na⁺ 浓度高于外侧，Cl⁻ 浓度低于外侧），会产生一个跨膜电位差，称为唐南电位（Donnan Potential）。
- 这个电位差有助于阻止离子进一步扩散，是维持平衡的重要因素。

应用场景与重要性：

细胞生理学：细胞膜具有选择性通透性，细胞内存在大量带负电的大分子（蛋白质、核酸）。唐南平衡原理有助于解释细胞内外的离子分布（如 K⁺ 浓度内高外低，Na⁺ 浓度外高内低）、静息膜电位的形成基础之一、以及细胞如何维持渗透压稳定（与钠泵等主动运输机制共同作用）。
透析技术：在血液透析或实验室透析中，利用半透膜的选择性通透来清除小分子废物（如尿素），同时保留血液中的大分子蛋白质。理解唐南平衡对于优化透析效率、防止关键离子过度流失至关重要。
胶体化学：胶体颗粒带电，其周围离子氛的形成与稳定也遵循类似唐南平衡的原理。
离子交换膜：在电渗析、燃料电池等应用中，离子交换膜的选择性离子传输行为也受到唐南平衡效应的影响。

权威参考来源：

《生物物理学》或《细胞生理学》教科书：如 Alberts 等著的《Molecular Biology of the Cell》或 Guyton & Hall 的《Textbook of Medical Physiology》中关于细胞膜转运和静息电位的章节，会详细阐述唐南平衡在细胞环境中的作用。
《物理化学》教科书：如 Atkins 的《Physical Chemistry》或 Levine 的《Physical Chemistry》中关于电解质溶液、电化学和胶体化学的章节，会提供唐南平衡的理论推导和公式。
唐南原始论文（经典文献）：Donnan, F. G. (1911). "Theorie der Membrangleichgewichte und Membranpotentiale bei Vorhandensein von nicht dialysierenden Elektrolyten. Ein Beitrag zur physikalisch-chemischen Physiologie". Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie. 17 (10): 572–581. （这是奠基性文献，可在科学数据库如 JSTOR, ScienceDirect 等查找）
专业期刊综述：在生物物理学期刊（如 Biophysical Journal）或膜科学期刊（如 Journal of Membrane Science）上发表的关于膜传输机制或电生理学的综述文章，通常会讨论唐南平衡及其现代应用。

网络扩展解释

膜平衡是描述物质在膜两侧通过动态分配达到稳定状态的现象，其核心在于化学势的平衡。以下是详细解释：

一、基本概念

膜平衡指物质在膜（如半透膜）两侧的分布满足化学势相等的条件。当膜两侧存在浓度差异或电势差异时，物质会通过扩散、电迁移等方式移动，最终形成稳定的动态平衡。

二、主要原理

浓度平衡
物质从高浓度侧向低浓度侧扩散，直至两侧浓度差消失。例如溶质通过膜的自由扩散过程。
电势平衡（电化学平衡）
若涉及带电离子，膜两侧会形成电势差（膜电位）。离子迁移需同时满足浓度梯度和电场力的平衡，即电化学势相等。典型的例子是唐南平衡（Donnan equilibrium），常见于生物膜系统。

三、数学表达式

在渗透与反渗透系统中，膜平衡条件可表示为： $$ V_f C_f = V_r C_r $$ 其中，( V_f )、( V_r ) 分别为渗透侧和反渗透侧的通量，( C_f )、( C_r ) 为对应溶质浓度。该式表明通量与浓度的乘积在两侧相等。

四、实际应用

生物医学：细胞膜内外离子分布（如钾钠泵机制）。
工业分离：反渗透技术利用膜平衡原理实现水净化。
化学分析：膜电极通过电势平衡检测溶液中离子浓度。

提示：若需了解具体应用案例或更复杂的平衡方程，可参考膜分离技术文献或生物物理教材。