Iones y potenciales eléctricos

1. Iones y potenciales eléctricos http://einstein.ciencias.uchile.cl/CURSOS_2010/Fisiologia General 5 de abril de 2010

2. Proyecto escolar Telégrafo

3. Potencial eléctrico intracelular, axón de jibia Medio intracelular -60 mV 0 mV Medio extracelular ¿Cómo se mide el potencial eléctrico intracelular? Adaptador computador Multitester Osciloscopio

4. ¿Cómo hacer contacto eléctrico entre los cables metálicos del instrumento y las soluciones de electrolitos? Las soluciones se conectan a los cables mediante electrodos.

5. Ag AgNO3 Las soluciones se conectan a los cables mediante electrodos La reacción en los electrodos: Para que la reacción curse se necesita agregar o retirar electrones de los alambres de plata, es decir hacer circular una corriente eléctrica. Las cargas eléctricas la llevan los electrones en los alambres y los iones Ag+ en la solución.

6. Potencial químico R = Constante universal de los gases = 8.314472 J·mol−1·K−1T = Temperatura = 298 K @ 25°CRT = 2.47 kJ mol-1@ 25°C[X] = Concentración del componente x, dividida por la concentración del estado de referencia. Adimensional zx = Valencia del ion x.e0 = Carga elemental = 1.60217646 × 10-19 coulomb N = Número de Avogadro= 6.022 x 1023 mol-1V = Potencialeléctrico, joule coulomb-1 F = Constante de Faraday = Ne0 = 96 485.3415 coulomb mol-1

7. En ausencia de corriente, la reacción no cursa, por lo tanto estamos en un equilibrio, en que el potencial químico de la plata en el metal es igual al de la plata en la solución. http://en.wikipedia.org/wiki/Electrode_potentialhttp://en.wikipedia.org/wiki/Standard_hydrogen_electrodehttp://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_%28data_page%29

8. En ausencia de corriente, la reacción no cursa, por lo tanto estamos en un equilibrio, en que el potencial químico de la plata en el metal es igual al de la plata en la solución. RT/F = 25,6 mV@ 25°C

9. El electrodo de plata clorurada.Ag cubierta de AgCl. El AgCl es insoluble, la concentración de Ag en solución es Kps / [Cl] Ag AgCl KCl Kps = Constante del producto de solubilidad ¿Unidades de Kps? El potencial metal/solución depende de [Cl]

10. ¿Cómo hacer contacto eléctrico con el medio intracelular? Se usa micro pipetas de vidrio rellenas de una solución de electrolitos.

11. Estirador de pipetas (puller)

13. K.T. Brown and D.G. Flaming Advanced micopipette techniques for cell physiology. IBRO Handbook series Methods in neurosciences. Volumen 9 1992. John Wiley and Sons.

14. Capilar de vidrio Filamento Aire

15. Aire Filamento Micropipetas

16. K.T. Brown and D.G. Flaming Advanced micopipette techniques for cell physiology. IBRO Handbook series Methods in neurosciences. Volumen 9 1992. John Wiley and Sons.

17. A B C Antes y después de pulir A) Pipeta para patch. 0.8 mm, 3 MB) Micro pipeta intracelular, 100 MC) Macro patch 8 mm, 200 k

19. ¿Cómo medir potencial eléctrico de una fuente de alta resistencia interna?

20. Vm i Re 100M Vv? Rv 1 M 

21. Necesitamos medir medir potencial eléctrico sin tomar corriente: • Para eliminar la caída de voltaje en la resistencia del electrodo. • Para poder calcular los potenciales de los electrodos usando ecuaciones derivadas para el equilibrio

22. Silicio (Si) puro es muy poco conductor http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

23. Silicio (Si) puro es muy poco conductor http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

24. Si con impurezas es buen conductor P, As, Sb http://en.wikipedia.org/wiki/N-type_semiconductor

25. Si con impurazas es buen conductor B, Ga, In, Al http://en.wikipedia.org/wiki/P-type_semiconductor

26. http://en.wikipedia.org/wiki/N-type_semiconductor#The_p-n_junctionhttp://en.wikipedia.org/wiki/N-type_semiconductor#The_p-n_junction

27. - N + E de los electrones 0 - + E de los huecos P http://en.wikipedia.org/wiki/Diode

28. Transistor de efecto de campo, FET http://en.wikipedia.org/wiki/Field-effect_transistor

29. Transistor de efecto de campo, FET

30. Transistor de efecto de campo, FET

31. 0 VGS, volts

32. VG-VS

33. Vm Re 100M Vv? Rv 1 M 

34. Vm Re 100M

35. Problemas para la medida de potencial eléctrico intracelular • ¿Cómo hacer contacto eléctrico entre los conductores metálicos y las soluciones de electrolitos? • ¿Cómo hacer contacto con el medio intracelular sin dañar la célula? • ¿Cómo medir el potencial eléctrico de una fuente de alta resistencia interna? • ¿Por qué necesitamos medir el potencial eléctrico con un vóltmetro que no tome corriente? 8 de abril 2010

36. Amplificador operacional VCC - o + VDD http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier

37. - o + Amplificador de ganancia 1. Adaptador de impedancia. Voltagefollower. http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier

41. Potencial eléctrico intracelular, axón de jibia Medio intracelular -60 mV 0 mV Medio extracelular

42. Análisis cuantitativo de Na y K en axones gigantes de jibia. Medio intracelular [K] 440mM[Na] 50mM [K] 10mM [Na] 440mM Medio extracelular ¿Cómo se puede determinar las concentraciones de Na y K? Espectrometría de absorción atómica.http://www.chemsoc.org/pdf/LearnNet/rsc/AA_txt.pdf

43. Una lámpara para cada elemento

44. Concentración http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_absorption_spectroscopyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Beer-Lambert_law

45. I(0) I(b) x 0 b I (x) = Intensidad de la luz en xc = concentración (M)a = coeficiente de absorción molar (M-1m-1)b = largo del paso de la luz (m) http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_absorption_spectroscopyhttp://en.wikipedia.org/wiki/Beer-Lambert_law

46. Análisis cuantitativo de Na y K en axones gigantes de jibia. Medio intracelular [K] 440mM[Na] 50mM [K] 10mM [Na] 440mM Medio extracelular

47. Potencial químico del sodio -60 mV [Na] 50mM 0 mV [Na] 440mM

48. Potencial químico del sodio -60 mV [Na] 50mM R = 8.3 J mol-1 K-1T = 293 Kz = 1F = 95600 C mol-1 [Na] 440mM

49. Potencial químico del potasio -60 mV [K] 440mM [K] 10mM

50. ? Condición de equilibrio -60 mV [Na] 50mM [Na] 440mM ¿Qué pasará si abro una vía de paso para los iones Na+? Debe existir un potencial eléctrico, VNa, al cual el sodio esté en equilibrio.