Равновесие Гиббса—Доннана представляет собой такое состояние, при котором произведение концентраций способных к диффузии ионов, которые расположены по обе стороны мембраны, равны между собой. Условия, соответствующие равновесию, могут быть определены путем термодинамического рассмотрения этой системы.

В рассмотренной системе через мембраны перемещаются ионы Сl- и вместе с ними перемещается равное количество ионов Na+, (чтобы предотвратить разделение зарядов). Поскольку ионы белка неспособны к диффузии, часть ионов натрия останется связанной с белком на стороне Л, и поэтому даже тогда, когда будет достигнуто состояние равновесия, количество ионов Na+ на этой стороне окажется избыточным.

Иными словами, если рассматривать только способные к диффузии ионы, то на стороне А будет наблюдаться избыточное количество ионов Na+ (по сравнению с ионами Сl-), в то время как концентрация ионов Na+ и Сl- на стороне В должна быть равна. По этим же соображениям общее количество (сумма) ионов на стороне А не будет равна соответствующей величине, определенной для В. Можно видеть далее, что избыток ионов Na+ на стороне А будет компенсирован соответствующим увеличением количества ионов Сl- на стороне В. (Иначе произведения концентраций ионов не будут равны). Следовательно, в состоянии равновесия распределение способных к диффузии ионов по обе стороны полупроницаемой мембраны окажется асимметричным.

В предыдущих статьях нами давалась характеристика термодинамически обратимым и химически обратимым системам. Следует отметить наличие существенных различий между этими понятиями.

Мы имеем право утверждать, что реакция типа А + В <=> C + D химически обратима, ибо в зависимости от условий проведения реакции ее продуктами могут быть вещества С + D или А + В. Термодинамически обратимым является значительно более узкий круг процессов. При обратимом термодинамически процессе система должна вернуться точно в то же самое состояние, в котором она находилась первоначально.

Следовательно, при этом необходимо, чтобы в изолированной системе не происходило изменений энтропии или чтобы изменение энтропии в закрытой системе было компенсировано соответствующим изменением энтропии окружающей среды.

В биологии по большей части мы имеем дело с термодинамически необратимыми системами. К сожалению, уравнения, служащие для описания термодинамически необратимых процессов, довольно сложны и их рассмотрение выходит за пределы данной книги. Однако законы классической термодинамики, давая лишь приближенное описание процессов, позволяют, как правило, понять существо изучаемого явления, хотя некоторые его детали остаются при этом нераскрытыми.

Для целей дальнейшего изложения важно учитывать, что, большинство биологически важных реакций химически обратимы, они не являются обратимыми (равновесными) термодинамическими процессами.

- Читать далее "Выход субстанции из лекарственной формы. Высвобождение фармакологического вещества"