Efecto Donnan Consideremos un sistema con dos compartimentos o fases separadas por una membrana que no permite el paso de una de las especies cargadas presentes en el sistema (que pueden ser poli-iones, en general macromoléculas con carga neta negativa, también llamadas proteinato).

Condición Inicial Condición Final L D L D NaCl PNa NaL ClL NaD ClD

PD

(EQUILIBRIO DONNAN) En el equilibrio, tendremos las siguientes condiciones para las concentraciones en cada uno de los compartimentos: en L

en D (*) Relación Donnan (se obtiene a partir de plantear condiciones de equilibrio para los

iones difusibles, dadas por la igualdad de los potenciales químicos en ambas fases para cada ión, lo que lleva a la igualdad de las diferencias de potencial generadas por cada especie, y, finalmente, a esta relación).

Electroneutralidad en L

Por (*) ,

Por la relación Donnan: (1)

Definimos los Coeficientes de acumulación:

Definimos la fuerza Donnan relativa:

A partir de (1) tenemos:

Electroneutralidad

(el signo menos daría un negativo)

Por otro lado: (reemplazar )

(el signo menos daría un negativo)

Esto mismo puede calcularse sin definir la Fuerza Donnan, obteniendo:

y

Ahora apliquemos esto al equilibrio electroquímico de los iones difusibles:

En la siguiente gráfica puede verse el comportamiento de y como funciones de la Fuerza Donnan:

1 2 3 4 5D

1

2

3

4

5

El efecto osmótico El equilibrio Donnan crea un efecto de tipo osmótico. El balance eléctrico requiere una distribución de partículas que no corresponde a la que se alcanzaría si todas fueran neutras. Veamos cómo es la distribución de partículas en el equilibrio (teniendo en cuenta que, más allá de que la concentración de proteinato puede ser alta, su número en general es despreciable):

L D NaL= NaD=

ClL= ClD=

PD= despreciable (EQUILIBRIO DONNAN) Entonces, el número de partículas en la fase Libre será 2 , mientras que en la fase Donnan será

> 2 .

Por lo tanto, siempre tendremos un número mayor de partículas en la fase Donnan, lo que genera un exceso de presión osmótica en esa fase con respecto a la fase libre.