En estado normal la membrana que cubre el ax n se encuentra en estado polarizado. Existen tanto iones en el interior como exterior seg n la cantidad que se indica en mM/l (mili moles por litro):

Ion | Interior | Exterior
-----|:----------:|:---------:
$Na^+$ | 15 | 145
$K^+$ | 150 | 5
$Otros^+$ | 0 | 5
$Cl^-$ | 9 | 125
$Otros^-$ | 156 | 30

donde los iones adicionales (otros) son de prote nas y iones de calcio.

Iones en torno de una membrana

(ID 1703)

La difusi n lleva a que las diferencia de concentraciones dc sobre una distancia dx genera un flujo de part culas j que se calcula mediante la llamada ley de Fick:

$ j =- D \displaystyle\frac{ dc }{ dx }$

donde D es la constante de difusi n.

(ID 3878)

La densidad de flujo j se entiende como la corriente I por secci n S, por lo que

$ j =\displaystyle\frac{ I }{ S }$

(ID 3221)

La constante de difusi n D fue modelada por Einstien y depende del valor absoluto del n mero de cargas \mid z\mid, la movilidad \mu_e, la constante universal de los gases, T la temperatura absoluta y F la constante de Faraday que tiene un valor de 9.649E+4 C/mol:

$ D =\displaystyle\frac{ \mu_e R_C T }{\mid z \mid F }$

(ID 3879)

Si se considera una diferencia de potencial dV de un conductor de largo dx y secci n S con una resistividad \rho_e se tiene con la ley de Ohm que la corriente es

$I = \displaystyle\frac{S}{\rho_e dx}dV$

por lo que con

$j=\displaystyle\frac{I}{S}$

y

$\kappa_e=\displaystyle\frac{1}{\rho_e}$

con lo que

$ j =- \kappa \displaystyle\frac{ dV }{ dx }$

(ID 3877)

La corriente de electrones es la carga dQ que pasa por una secci n S en un tiempo dt. Si se asume que los electrones o iones viajan a una velocidad v el volumen de estos que pasara en el tiempo dt por la secci n S es igual a Svdt. Si por otro lado se tiene que la concentraci n de iones es c y su carga es q la corriente ser

$I=\displaystyle\frac{dQ}{dt}=\displaystyle\frac{Svdtc}{dt}=Svc$

o sea

$ I = S c v $

(ID 3222)

Si se integra la diferencia del potencial se puede establecer la relaci n de la diferencia de potencial que corresponde al limite en que el campo electrico se compensa con la Difusi n:

$ V_m =-\displaystyle\frac{ R_C T }{ F }\ln\displaystyle\frac{ c_1 }{ c_2 }$

donde R es la constante de los gases, T la temperatura, z el n mero de cargas, F la constante de Farday y las concentraciones entre ambos lados de la membrana c_1 y c_2.

(ID 3881)