Potenciální rozdíl na polopropustné membráně (), oddělující dva roztoky (I a II), které kromě nízkomolekulárních iontů, procházejících membránou, obsahují také ionty vysokomolekulární, které membránou neprocházejí. Důsledkem přítomnosti velkých iontů je nerovnoměrné rozdělení nízkomolekulárních iontů mezi roztoky po obou stranách membrány (viz Donnanova rovnováha). V rovnováze platí

kde a_K, a_A jsou aktivity kationtu a aniontu v prostoru I nebo II, které se pro ideální roztoky nahrazují koncentracemi c_K a c_A, z_K, popř. z_A počet elementárních nábojů nesených kationtem, příp. aniontem (z_A < 0), F je Faradayova konstanta, R univerzální plynová konstanta a T absolutní teplota.