L'équilibre de Gibbs-Donnan fait référence au comportement que présentent les particules chargées lorsqu'elles sont à proximité d'une membrane semi-perméable. Plus précisément, il explique comment les forces électrostatiques et osmotiques s'équilibrent pour rétablir l'équilibre. Pour aider à ces relations, l'équilibre de Gibbs-Donnan attribue des facteurs à différentes molécules. Ces valeurs varient selon qu'elles sont attribuées à un anion chargé négativement ou à un cation positif. Les valeurs sont légèrement plus élevées pour les anions.
Également appelé effet Gibbs-Donnan, cet équilibre porte le nom de Josiah Willard Gibbs, un physicien, et de Frederick Donnan, un chimiste. Cette équation fait référence à une concentration des deux côtés d'une membrane semi-perméable. Comme ce sont des particules chargées, il existe un gradient de concentration et un gradient électrostatique.
Pour que cet équilibre prenne effet, il doit y avoir une distribution de charge inégale d'ions imperméables à travers la membrane. Un exemple de l'équilibre de Gibbs-Donnan est lorsqu'un fluide anionique est introduit dans une molécule contenant un anion et un cation. Les deux gradients réagiraient pour équilibrer les nouvelles molécules et rétablir l'équilibre. Une méthode pour observer cette réaction serait de placer un mélange dans des compartiments intravasculaires et interstitiels. Dans le corps humain, cet équilibre est responsable du potentiel membranaire de repos négatif.