Мембранное равновесие (Доннана равновесие) — равновесие, устанавливающееся между двумя растворами, разделенными мембраной, непроницаемой хотя бы для одного вида ионов, находящихся в одном из растворов.
Как показал Доннан (F. D. Donnan), при установлении мембранного равновесия диффундирующий через мембрану электролит распределяется по обе стороны мембраны неравномерно: его концентрация в растворе, содержащем непроникающие через мембрану ионы, будет меньше, чем в растворе по другую сторону мембраны. Так, например, если целлофановый мешочек, содержащий протеинат натрия, образующий ионы белка, непроникающие через целлофановую мембрану, погрузить в раствор хлористого натрия, то после установления мембранного равновесия концентрация хлористого натрия во внешнем растворе будет больше, чем в растворе, находящемся в целлофановом мешочке. При этом разница в концентрациях хлористого натрия будет тем больше, чем значительнее концентрация протеината натрия. Доннан установил, что при равновесии произведение концентраций проникающих (диффундирующих) через мембрану ионов по одну сторону мембраны должно быть равно произведению их концентраций по другую сторону мембраны.
Мембранное равновесие необходимо учитывать при рассмотрении проницаемости мембран, при измерении осмотического давления растворов высокомолярных веществ. Мембранное равновесие играет большую роль при распределении ионов между клетками и окружающей их средой, при возникновении биопотенциалов, при набухании тканей и др.