Дифузия и осмоза

осмоза е резултат от дифузия през полупропусклива мембрана. Ако два разтвора с различна концентрация се разделят с полупропусклива мембрана, разтворителят ще има тенденция да дифундира през мембраната от по-малко концентрирания към по-концентрирания разтвор. Този процес се нарича осмоза. На клетъчно ниво и двата процеса са видове пасивен транспорт.

Полупропускливите мембрани са много тънки слоеве материал, които позволяват да преминават през малки молекули, като кислород, вода, въглероден диоксид, амоняк, глюкоза, аминокиселини и др. Те обаче не позволяват да преминат през по-големи молекули, като захароза, протеин и т.н..

Сравнителна диаграма

Дифузия спрямо осмоза сравнителна диаграма

	дифузия	осмоза
Какво е?	Дифузията е спонтанно придвижване на частици от област с висока концентрация към област с ниска концентрация. (напр. ароматизатор за чай, който се движи от зона с висока до ниска концентрация в гореща вода.)	Осмозата е спонтанното движение на мрежата на вода през полупропусклива мембрана от област с ниска концентрация на разтворено вещество до по-концентриран разтвор до градиент на концентрация. Това изравнява концентрациите от двете страни на мембраната.
процес	Дифузията се осъществява главно в газообразно състояние или в газови молекули и течни молекули (напр. Молекулите на 2 газове са в постоянно движение и ако мембраната, която ги разделя, се отстранява, газовете ще се смесват поради случайни скорости.)	Той възниква, когато средата, заобикаляща клетката, има по-висока водна концентрация от клетката. Клетката набира вода заедно с важни за растежа молекули и частици. То се случва и когато водата и частиците се преместват от една клетка в друга.
важност	За създаване на енергия; Помага при обмен на газове по време на дишане, фотосинтеза и транспирация.	При животните осмозата влияе върху разпределението на хранителните вещества и отделянето на метаболитни отпадни продукти. При растенията осмозата е частично отговорна за усвояването на почвената вода и за издигането на течността до листата на растението.
Концентрационен градиент	Преминава от градиент с висока концентрация до градиент с ниска концентрация	Придвижва се надолу по градиент на концентрация
вода	Не се нуждае от вода за движение	Необходима е вода за движение
Примери	Парфюм или Освежител за въздух, където газовите молекули дифундират във въздуха, разпространявайки аромата.	Движение на водата в кореновите космени клетки.

Съдържание: дифузия и осмоза

• 1 Процес на осмоза срещу дифузия
• 2 Разлики във функцията
• 3 различни вида осмоза и дифузия
• 4 Позовавания

Процес на осмоза срещу дифузия

Процесът на дифузия. Някои частици (червени) се разтварят в чаша вода. Първоначално всички частици са близо до един ъгъл на чашата. Когато всички частици на случаен принцип се движат наоколо ("дифузно") във водата, в крайна сметка те се разпределят произволно и равномерно.

Дифузия се случва, когато спонтанното движение на мрежата на частици или молекули ги разпространява от област с висока концентрация до област с ниска концентрация през полупропусклива мембрана. Това е просто статистически резултат от случайното движение. С течение на времето диференциалният градиент на концентрациите между високи и ниски ще спадне (стават все по-плитки), докато концентрациите се изравнят.

Дифузията увеличава ентропията (случайността), намалява свободната енергия на Гибс и следователно е ясен пример за термодинамика. Дифузията действа в границите на Втория закон на термодинамиката, защото демонстрира склонността на природата да „навива“, да търси състояние с по-малко концентрирана енергия, както се доказва от увеличаващата се ентропия.

Осмозата е процес на дифузия на водата през полупропусклива мембрана. Водните молекули могат свободно да преминават през клетъчната мембрана в двете посоки, или навътре, или навън, и по този начин осмозата регулира хидратацията, притока на хранителни вещества и изтичането на отпадъци, наред с други процеси.

осмоза в растителна клетка

Например, ако средата, заобикаляща растителната или животинската клетка, има по-висока водна концентрация от клетката, тогава клетката ще получи вода чрез осмоза. Общият резултат е, че водата влиза в клетката и е вероятно клетката да се хидратира и набъбва. Ако средата има по-ниска концентрация на вода от клетката, тя ще загуби вода чрез осмоза, тъй като този път повече вода напуска клетката, отколкото навлиза в нея. Следователно клетката ще се свие. Ако концентрацията на вода в средата е абсолютно същата, тогава клетката ще остане със същия размер, докато този баланс на концентрацията остава. Във всяка ситуация движението на разтворителя е от по-малко концентрирания (хипотоничен) към по-концентрирания (хипертоничен) разтвор, който има тенденция да намалява разликата в концентрацията (изравняване).

Разлики във функция

Докато осмоза влияе върху разпределението на хранителните вещества и отделянето на метаболитни отпадни продукти при животни; при растенията осмозата е частично отговорна за поглъщането на почвената вода и за издигането на течността до листата на растението.

Дифузията може да възникне през клетъчната мембрана и мембраната позволява малки молекули като вода (H₂О), кислород (О₂), въглероден диоксид (CO₂), а други да преминават лесно. Следователно, докато осмозата помага на растенията да абсорбират вода и други течности, дифузията помага на други молекули да преминат през тях и следователно и двете улесняват процеса на фотосинтеза. И двата процеса помагат на растенията да създават енергия и други важни хранителни вещества.

Различни видове осмоза и дифузия

Осмотичен ефект на различни разтвори върху кръвните клетки

Двете видове осмоза са:

• Обратна осмоза: Осмотичното налягане определя в кой момент диференциалният градиент между високо и ниско разтворено задейства осмозата. При обратна осмоза повишеното обемно или атмосферно налягане ще "избута" по-високите разтворени частици покрай мембраната, преодолявайки празнината, която може да съществува, когато осмотичното налягане няма да позволи дифузия през мембраната. Този процес често се използва за филтриране на вода от примеси, когато концентрациите им са твърде ниски за редовна осмоза, но все пак е необходима по-чиста вода, както при обезсоляване и фармацевтични операции.

• Предна осмоза: За разлика от обратната осмоза, която преминава от високи до ниски концентрации, напред осмозата принуждава ниските разтворени частици да преминат към по-високо разтворено вещество - по същество обратното на нормалния осмотичен процес. Докато обратната осмоза "бута" частици, напред осмозата ги "привлича", което води до по-чиста вода.

Най- видове дифузия са:

• Повърхностна дифузия: Вижда се след изпускане на прахообразни вещества върху повърхността на течността.

• Браунов движение: Случайното движение, наблюдавано под микроскоп, докато частиците прескачат, плъзгат се и се изпускат в течност.

• Колективна дифузия: Дифузията на голям брой частици в течността, които остават непокътнати или взаимодействат с други частици.

• осмоза: Дифузията на водата през клетъчната мембрана.

• изливане: Случва се, когато газът се разпространява през малки дупки.

• Електронна дифузия: Движението на електрони, което води до електрически ток.

• Улеснена дифузия: Спонтанен пасивен транспорт на йони или молекули през клетъчната мембрана (различен, защото се случва извън активната фаза на осмозата или вътреклетъчната дифузия).

• Дифузия на газове: Използва се главно с уранов хексафлуорид за производство на обогатен уран за ядрени реактори и оръжия.

• Дифузия на Knudsen: Променлива мярка за интерактивността на частиците в мембранната пора, свързана с размера на частицата и дължината и диаметъра на пората.

• Дифузия на инерцията: Разпространението на инерцията между частиците главно в течностите, повлияни от вискозитета на течността (по-висок вискозитет = по-голяма дифузия на инерцията).

• Дифузия на фотони: Движение на фотони в материал, след което се разпръскват, докато те отскачат от различна плътност вътре. Използва се при медицински тестове като дифузно оптично изображение.

• Обратна дифузия: Подобно на предната осмоза, с ниска концентрация се движи към висока, но се отнася до отделяне на частици, а не само на вода.

• Самостоятелно дифузия: Коефициент, измерващ колко дифузия ще има един тип частици, когато химическият градиент е нула (неутрален или балансиран).

Препратки

• Уикипедия: Дифузия
• Уикипедия: Осмоза
• дифузия - HyperPhysics