膜平衡英文解釋翻譯、膜平衡的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 membrane equilibrium
【醫】 Donnan equilibrium; membrane equilibrium

分詞翻譯：

膜的英語翻譯：

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

平衡的英語翻譯：

balance; counterpoise; equation; equilibrium; equipoise; poise; standoff
【計】 balancing; equalization
【化】 equilibrium
【醫】 balance; bilanz; equilibration; equilibrium
【經】 balancing; counterbalance; equalization; equilibrium; in balance; level

專業解析

膜平衡（Membrane Equilibrium），在電化學和生物物理學中是一個核心概念，特指當半透膜（Semi-permeable Membrane）分隔開兩種含有不同離子成分或濃度的溶液時，由于膜對特定離子具有選擇性通透能力，最終導緻膜兩側離子分布和滲透壓達到動态平衡的狀态。這種平衡狀态被稱為唐南平衡（Donnan Equilibrium），由英國化學家弗雷德裡克·唐南（Frederick Donnan）于1911年首次系統描述。

其核心機制與詳細含義如下：

離子選擇性通透與電荷平衡：
- 半透膜允許小分子（如水）和某些特定離子自由通過，但阻止大分子（如蛋白質）或特定離子通過。
- 當膜一側存在不能透過膜的大分子離子（如帶負電的蛋白質 R⁻）時，為了維持溶液整體的電中性，該側必須存在帶相反電荷的可通透離子（如 Na⁺）。
- 當系統達到平衡時，膜兩側的可通透小離子（如 Na⁺, Cl⁻）的濃度乘積相等，但每種離子的絕對濃度在膜兩側并不相等。具體表現為：不能透過膜的大分子離子所在的一側，其同號可通透離子的濃度較高，而異號可通透離子的濃度較低。
滲透壓的産生：
- 由于膜兩側離子總濃度存在差異（大分子離子側的總離子濃度通常更高），導緻兩側存在滲透壓差（π）。
- 唐南平衡下的滲透壓（π）不僅取決于大分子本身的濃度，還受到溶液中所有可通透離子濃度分布的影響。其計算公式為： $$ pi = RT left( sum c{i, text{inside}} - sum c{i, text{outside}} right) $$ 其中 R 是氣體常數，T 是絕對溫度，cᵢ 是離子濃度（inside 指大分子離子側，outside 指另一側）。
膜電位的形成：
- 由于膜兩側同種可通透離子的濃度不同（例如，大分子負離子側的 Na⁺ 濃度高于外側，Cl⁻ 濃度低于外側），會産生一個跨膜電位差，稱為唐南電位（Donnan Potential）。
- 這個電位差有助于阻止離子進一步擴散，是維持平衡的重要因素。

應用場景與重要性：

細胞生理學：細胞膜具有選擇性通透性，細胞内存在大量帶負電的大分子（蛋白質、核酸）。唐南平衡原理有助于解釋細胞内外的離子分布（如 K⁺ 濃度内高外低，Na⁺ 濃度外高内低）、靜息膜電位的形成基礎之一、以及細胞如何維持滲透壓穩定（與鈉泵等主動運輸機制共同作用）。
透析技術：在血液透析或實驗室透析中，利用半透膜的選擇性通透來清除小分子廢物（如尿素），同時保留血液中的大分子蛋白質。理解唐南平衡對于優化透析效率、防止關鍵離子過度流失至關重要。
膠體化學：膠體顆粒帶電，其周圍離子氛的形成與穩定也遵循類似唐南平衡的原理。
離子交換膜：在電滲析、燃料電池等應用中，離子交換膜的選擇性離子傳輸行為也受到唐南平衡效應的影響。

權威參考來源：

《生物物理學》或《細胞生理學》教科書：如 Alberts 等著的《Molecular Biology of the Cell》或 Guyton & Hall 的《Textbook of Medical Physiology》中關于細胞膜轉運和靜息電位的章節，會詳細闡述唐南平衡在細胞環境中的作用。
《物理化學》教科書：如 Atkins 的《Physical Chemistry》或 Levine 的《Physical Chemistry》中關于電解質溶液、電化學和膠體化學的章節，會提供唐南平衡的理論推導和公式。
唐南原始論文（經典文獻）：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. （這是奠基性文獻，可在科學數據庫如 JSTOR, ScienceDirect 等查找）
專業期刊綜述：在生物物理學期刊（如 Biophysical Journal）或膜科學期刊（如 Journal of Membrane Science）上發表的關于膜傳輸機制或電生理學的綜述文章，通常會讨論唐南平衡及其現代應用。

網絡擴展解釋

膜平衡是描述物質在膜兩側通過動态分配達到穩定狀态的現象，其核心在于化學勢的平衡。以下是詳細解釋：

一、基本概念

膜平衡指物質在膜（如半透膜）兩側的分布滿足化學勢相等的條件。當膜兩側存在濃度差異或電勢差異時，物質會通過擴散、電遷移等方式移動，最終形成穩定的動态平衡。

二、主要原理

濃度平衡
物質從高濃度側向低濃度側擴散，直至兩側濃度差消失。例如溶質通過膜的自由擴散過程。
電勢平衡（電化學平衡）
若涉及帶電離子，膜兩側會形成電勢差（膜電位）。離子遷移需同時滿足濃度梯度和電場力的平衡，即電化學勢相等。典型的例子是唐南平衡（Donnan equilibrium），常見于生物膜系統。

三、數學表達式

在滲透與反滲透系統中，膜平衡條件可表示為： $$ V_f C_f = V_r C_r $$ 其中，( V_f )、( V_r ) 分别為滲透側和反滲透側的通量，( C_f )、( C_r ) 為對應溶質濃度。該式表明通量與濃度的乘積在兩側相等。

四、實際應用

生物醫學：細胞膜内外離子分布（如鉀鈉泵機制）。
工業分離：反滲透技術利用膜平衡原理實現水淨化。
化學分析：膜電極通過電勢平衡檢測溶液中離子濃度。

提示：若需了解具體應用案例或更複雜的平衡方程，可參考膜分離技術文獻或生物物理教材。