Difuzija i osmoza
Share
Osmoza je rezultat difuzija preko polupropusne membrane. Ako su dvije otopine različite koncentracije razdvojene polupropusnom membranom, tada će otapalo difundirati kroz membranu od manje koncentrirane do koncentrirane otopine. Taj se proces zove osmoza. Na staničnoj su razini oba procesa pasivni transport.
Poluspropusne membrane su vrlo tanki slojevi materijala koji propuštaju male molekule poput kisika, vode, ugljičnog dioksida, amonijaka, glukoze, aminokiselina itd. Međutim, ne dozvoljavaju prolazak kroz veće molekule poput saharoze, proteina itd.
Usporedni grafikon
| difuzija | Osmoza | |
|---|---|---|
| Što je? | Difuzija je spontano kretanje čestica iz područja visoke koncentracije u područje male koncentracije. (npr. aroma čaja koja se kreće iz područja visoke do niske koncentracije u vrućoj vodi.) | Osmoza je spontano neto kretanje vode preko polupropusne membrane od područja male koncentracije rastvora do koncentriranije otopine, do gradijenta koncentracije. Ovo izjednačava koncentracije s obje strane membrane. |
| Postupak | Difuzija se uglavnom događa u plinovitom stanju ili unutar molekula plina i molekula tekućine (npr. Molekule 2 plina su u stalnom gibanju i ako se membrana koja ih razdvaja uklanja plinovi će se miješati zbog slučajnih brzina.) | Nastaje kada medij koji okružuje stanicu ima veću koncentraciju vode od stanice. Stanica dobiva vodu zajedno s važnim molekulama i česticama za rast. Također se događa kada voda i čestice prelaze iz jedne stanice u drugu. |
| Važnost | Za stvaranje energije; Pomaže u razmjeni plinova tijekom disanja, fotosinteze i transpiracije. | U životinja osmoza utječe na raspodjelu hranjivih tvari i oslobađanje metaboličkih otpadnih produkata. U biljkama je osmoza djelomično odgovorna za apsorpciju vode iz tla i za podizanje tekućine u lišće biljke. |
| Gradijent koncentracije | Prelazi iz gradijenta visoke koncentracije u gradijent s niskom koncentracijom | Pomiče se gradijent koncentracije |
| Voda | Za kretanje joj ne treba voda | Potrebna je voda za kretanje |
| Primjeri | Parfem ili osvježivač zraka gdje molekule plina difundiraju u zrak šireći aromu. | Kretanje vode u korijenske ćelije kose. |
Sadržaj: Difuzija i osmoza
- 1 Proces osmoze protiv difuzije
- 2 razlike u funkciji
- 3 različite vrste osmoze i difuzije
- 4 Reference
Proces osmoze protiv difuzije
Proces difuzije. Neke se čestice (crvene) otope u čaši vode. U početku su čestice sve blizu jednog ugla čaše. Kad se sve čestice slučajno kreću ("difuzno") u vodi, one se s vremenom raspodjeljuju nasumično i jednoliko. Do difuzije dolazi kada se spontano neto kretanje čestica ili molekula širi iz područja visoke koncentracije u područje male koncentracije kroz polupropusnu membranu. To je jednostavno statistički ishod slučajnog gibanja. Kako vrijeme napreduje, diferencijalni gradijent koncentracija između visoke i niske opadat će (postajati sve plitkiji) dok se koncentracije ne izjednače.
Difuzija povećava entropiju (slučajnost), smanjuje Gibbsovu slobodnu energiju i stoga je jasan primjer termodinamike. Difuzija djeluje unutar granica Drugog zakona termodinamike jer pokazuje tendenciju prirode da "zavije", da traži stanje manje koncentrirane energije, što dokazuje povećanjem entropije.
Osmoza je proces difuzije vode preko polupropusne membrane. Molekule vode slobodno prolaze kroz staničnu membranu u oba smjera, bilo u ili van, i tako osmoza regulira hidrataciju, priliv hranjivih tvari i odliv otpada, između ostalih procesa.
Osmoza u biljnoj ćeliji Na primjer, ako medij koji okružuje biljnu ili životinjsku stanicu ima veću koncentraciju vode od stanice, tada će stanica osmozom dobiti vodu. Ukupni rezultat je da voda ulazi u stanicu i stanica će vjerojatno hidrirati i nateći. Ako medij ima nižu koncentraciju vode od stanice, ona će izgubiti vodu osmozom jer ovaj put više vode napušta stanicu nego što ulazi u nju. Stoga će se stanica smanjiti. Ako je koncentracija vode u mediju potpuno ista, tada će stanica ostati iste veličine, dok ta ravnoteža koncentracije ostaje. U svakoj situaciji, kretanje otapala je od manje koncentrirane (hipotonične) do koncentrirane (hipertonične) otopine, koja teži smanjenju razlike u koncentraciji (izjednačavanju).
Razlike u funkciji
Dok osmoza utječe na raspodjelu hranjivih tvari i oslobađanje metaboličkih otpadnih proizvoda u životinjama; u biljkama je osmoza djelomično odgovorna za apsorpciju vode iz tla i za podizanje tekućine u lišće biljke.
Difuzija se može dogoditi kroz staničnu membranu, a membrana omogućuje male molekule poput vode (H2O), kisik (O)2), ugljični dioksid (CO2), i druge kroz koje lako prolaze. Stoga, dok osmoza pomaže biljkama u apsorpciji vode i drugih tekućina, difuzija pomaže drugim molekulama da prođu kroz njih i na taj način oboje olakšavaju proces fotosinteze. Oba procesa pomažu biljkama da stvore energiju i druge važne hranjive tvari.
Različite vrste osmoze i difuzije
Osmotski učinak različitih otopina na krvnim stanicama Dva vrste osmoze su:
- Obrnuta osmoza: Osmotski tlak definira u kojem trenutku diferencijalni gradijent između visoke i niske otopine aktivira osmozu. U obrnutoj osmozi, povećani volumetrijski ili atmosferski tlak će "gurnuti" veće čestice rastvorenih kroz membranu, nadvladavajući jaz koji može postojati kad osmotski tlak neće dopustiti difuziju kroz membranu. Taj se postupak često koristi za filtriranje vode nečistoća kada su njihove koncentracije preniske za redovitu osmozu, ali je i dalje potrebna čista voda, kao što je to slučaj za desalinizaciju i farmaceutske operacije.
- Naprijed osmoza: Za razliku od reverzne osmoze, koja ide od visoke do niske koncentracije, naprijed osmoza prisiljava niske rastvorene čestice na prelazak u viši rastvor - u biti suprotno od normalnog osmotskog procesa. Dok reverzna osmoza "gura" čestice, naprijed ih osmoza "uvlači", što rezultira čišćom vodom.
vrste difuzije su:
- Površinska difuzija: Zapaženo nakon bacanja praškastih tvari na površinu tekućine.
- Brownovo kretanje: Nasumično kretanje koje se promatra pod mikroskopom kako čestice preskaču, kliziju i odlaze unutar tekućine.
- Kolektivna difuzija: Difuzija velikog broja čestica unutar tekućine koje ostaju netaknute ili djeluju u interakciji s drugim česticama.
- Osmoza: Difuzija vode kroz staničnu membranu.
- izlijevanje: Događa se kada se plin rasprši kroz male rupe.
- Difuzija elektrona: Kretanje elektrona što rezultira električnom strujom.
- Olakšana difuzija: Spontani pasivni transport iona ili molekula kroz staničnu membranu (različito jer se događa izvan aktivne faze osmoze ili intracelularne difuzije).
- Difuzija plinova: Koristi se uglavnom s uranijum heksafluoridom za proizvodnju obogaćenog urana za nuklearne reaktore i oružje.
- Knudsenova difuzija: Varijabilna mjera interakcije čestica unutar pore membrane, u odnosu na veličinu čestice i duljinu i promjer pora.
- Difuzija zamaha: Širenje momenta između čestica uglavnom u tekućinama, pod utjecajem viskoznosti tekućine (veći viskozitet = veća difuzija zamaha).
- Difuzija fotona: Kretanje fotona unutar materijala, a zatim raspršenje dok oni odbijaju različite gustoće unutar. Koristi se u medicinskim testovima kao difuzno optičko snimanje.
- Reverzna difuzija: Slično kao naprijed osmoza, s malom koncentracijom koja prelazi u visoku, ali se odnosi na odvajanje čestica, a ne samo vode.
- Self-difuziju: Koeficijent koji mjeri koliku će difuziju imati jedna čestica kada je kemijski gradijent nula (neutralan ili uravnotežen).
Reference
- Wikipedija: Difuzija
- Wikipedija: Osmoza
- difuzija - HyperPhysics
