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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
L
D
NaCl
PNa
Condición Final
L
NaL ClL
D
NaD
ClD
PD
(EQUILIBRIO DONNAN)
En el equilibrio, tendremos las siguientes condiciones para las concentraciones en cada uno de los
compartimentos:
en L
Electroneutralidad
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:
Definimos los Coeficientes de acumulación:
Definimos la fuerza Donnan relativa:
A partir de (1) tenemos:

(1)
(el signo menos daría un
Por otro lado:
(reemplazar
negativo)
)
(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:

5
4
3
2
1
D
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.