O equilíbrio de Gibbs-Donnan se refere ao comportamento que as partículas carregadas exibem quando estão perto de uma membrana semipermeável. Especificamente, ele explica como as forças eletrostáticas e osmóticas se equilibram para restaurar o equilíbrio. Para ajudar nessas relações, o equilíbrio de Gibbs-Donnan atribui fatores a diferentes moléculas. Esses valores variam dependendo se eles são atribuídos a um ânion carregado negativamente ou a um cátion positivo. Os valores são ligeiramente maiores para os ânions.
Também conhecido como efeito Gibbs-Donnan, este equilíbrio deve o seu nome a Josiah Willard Gibbs, um físico, e Frederick Donnan, um químico. Esta equação se refere a uma concentração em ambos os lados de uma membrana semipermeável. Como essas são partículas carregadas, há um gradiente de concentração e um gradiente eletrostático.
Para que esse equilíbrio tenha efeito, é necessário que haja uma distribuição desigual de carga de íons impermeáveis através da membrana. Um exemplo do equilíbrio de Gibbs-Donnan é quando um fluido aniônico é introduzido em uma molécula contendo um ânion e um cátion. Ambos os gradientes reagiriam para equilibrar as novas moléculas e restaurar o equilíbrio. Um método para observar essa reação seria colocar uma mistura nos compartimentos intravascular e intersticial. Dentro do corpo humano, este equilíbrio é responsável pelo potencial negativo da membrana em repouso.