Difuzija in osmoza

Osmoza je rezultat difuzija čez polpropustno membrano. Če dve raztopini različnih koncentracij ločimo s polprepustno membrano, potem bo topilo po membrani difundiralo od manj koncentrirane do bolj koncentrirane raztopine. Ta postopek se imenuje osmoza. Na celični ravni sta oba procesa pasivni transport.

Polprepustne membrane so zelo tanke plasti materiala, ki omogočajo, da skozi njih prehajajo majhne molekule, kot so kisik, voda, ogljikov dioksid, amoniak, glukoza, aminokisline itd. Vendar ne dopuščajo, da bi skozi te molekule prehajale večje molekule, kot je saharoza, beljakovine itd.

Primerjalna tabela

Primerjalna shema difuzija proti osmozi

	Difuzija	Osmoza
Kaj je to?	Difuzija je spontano premikanje delcev iz območja visoke koncentracije v območje z nizko koncentracijo. (npr. aromatiziranje čaja z območja visoke do nizke koncentracije v vroči vodi.)	Osmoza je spontano neto gibanje vode po polprepustni membrani od območja nizke koncentracije topljenega toka do bolj koncentrirane raztopine do koncentracije koncentracije. To izenači koncentracije na obeh straneh membrane.
Proces	Difuzija se v glavnem pojavlja v plinastem stanju ali znotraj plinskih molekul in tekočih molekul (npr. Molekule dveh plinov so v stalnem gibanju in če odstranimo membrano, ki jih loči, se plini mešajo zaradi naključnih hitrosti.)	Pojavi se, kadar ima medij, ki obdaja celico, večjo koncentracijo vode kot celica. Celica pridobiva vodo skupaj s pomembnimi molekulami in delci za rast. Pojavi se tudi, ko se voda in delci selijo iz ene celice v drugo.
Pomen	Za ustvarjanje energije; Pomaga pri izmenjavi plinov med dihanjem, fotosintezo in transpiracijo.	Pri živalih osmoza vpliva na porazdelitev hranil in sproščanje presnovnih odpadkov. Pri rastlinah je osmoza delno odgovorna za absorpcijo vode v tleh in za dvig tekočine v liste rastline.
Koncentracija koncentracije	Prehaja iz gradienta z visoko koncentracijo v gradient z nizko koncentracijo	Premakne navzdol gradient koncentracije
Voda	Za gibanje ne potrebuje vode	Za gibanje potrebuje vodo
Primeri	Parfum ali osvežilec zraka, kjer molekule plina difundirajo v zrak, ki širi aromo.	Premik vode v korenine lasnih celic.

Vsebina: difuzija in osmoza

• 1 Proces osmoze proti difuziji
• 2 Razlike v funkciji
• 3 različne vrste osmoze in difuzije
• 4 Reference

Proces osmoze proti difuziji

Postopek difuzije. Nekateri delci (rdeči) se raztopijo v kozarcu vode. Na začetku so delci blizu enega kota kozarca. Ko se delci naključno gibljejo ("razpršijo") v vodi, se sčasoma porazdelijo naključno in enakomerno.

Do difuzije pride, ko jih spontano neto gibanje delcev ali molekul širi z območja visoke koncentracije na območje z nizko koncentracijo skozi polprepustno membrano. To je preprosto statistični rezultat naključnega gibanja. S časom se bo diferencialni gradient koncentracij med visokimi in nizkimi zniževal (postajal vse bolj plitv), dokler se koncentracije ne izenačijo.

Difuzija povečuje entropijo (naključnost), zmanjšuje Gibbsovo prosto energijo in je zato jasen primer termodinamike. Razpršitev deluje znotraj meja drugega zakona termodinamike, ker kaže nagnjenost narave k "navitju", iskanju stanja z manj koncentrirane energije, kar dokazuje povečanje entropije.

Osmoza je proces difuzije vode po polprepustni membrani. Molekule vode lahko med drugimi procesi prehajajo čez celično membrano v obe smeri, bodisi navzven ali navzven, zato osmoza med drugimi procesi uravnava hidracijo, pritok hranil in odtok odpadkov..

Osmoza v rastlinski celici

Na primer, če ima medij, ki obdaja rastlinsko ali živalsko celico, višjo koncentracijo vode kot celica, potem celica pridobi osmozo z vodo. Skupni rezultat je, da voda vstopi v celico in celica verjetno hidrira in nabrekne. Če ima medij nižjo koncentracijo vode kot celica, bo voda izgubila z osmozo, saj tokrat več vode zapusti celico, kot da vstopi vanj. Zato se bo celica skrčila. Če je koncentracija vode v mediju popolnoma enaka, bo celica ostala enaka, medtem ko ostane koncentracija vode. V vsaki situaciji je gibanje topila od manj koncentrirane (hipotonične) do bolj koncentrirane (hipertonične) raztopine, ki teži k zmanjšanju razlike v koncentraciji (izravnava).

Razlike v funkciji

Medtem osmoza vpliva na porazdelitev hranil in sproščanje presnovnih odpadnih snovi v živalih; pri rastlinah je osmoza delno odgovorna za absorpcijo vode v tleh in za dvig tekočine v liste rastline.

Difuzija se lahko pojavi skozi celično membrano in membrana omogoča majhne molekule, kot je voda (H₂O), kisik (O)₂), ogljikov dioksid (CO₂) in drugim, ki jih lahko enostavno preženemo. Medtem ko osmoza pomaga rastlinam pri absorpciji vode in drugih tekočin, difuzija pomaga drugim molekulam, da prehajajo skozi njih in tako olajšajo postopek fotosinteze. Oba procesa pomagata rastlinam ustvariti energijo in druga pomembna hranila.

Različne vrste osmoze in difuzije

Osmotski učinek različnih raztopin na krvnih celicah

Dva vrste osmoze so:

• Povratna osmoza: Osmotski tlak določa, v katerem trenutku diferencialni gradient med visokim in nizkim topljenim sproži osmozo. Pri obratni osmozi bo povečan volumetrični ali atmosferski tlak "potisnil" višje delce topljene snovi mimo membrane in premagal vrzel, ki lahko obstaja, ko osmotski tlak ne bo omogočil difuzije skozi membrano. Ta postopek se pogosto uporablja za filtriranje nečistoč vode, kadar so njihove koncentracije prenizke za redno osmozo, vendar je čista voda še vedno potrebna, kot pri razsoljevanju in farmacevtskih postopkih.

• Napredna osmoza: Za razliko od reverzne osmoze, ki prehaja iz koncentracij med visokimi in nizkimi, sprednja osmoza prisili nizke delce topne snovi, da se premaknejo v višjo topilo - v bistvu nasprotje običajnega osmotskega procesa. Medtem ko obratna osmoza "potiska" delce, jih naprej vleče osmoza, kar ima za posledico čistejšo vodo.

The vrste difuzije so:

• Površinska difuzija: Vidno po spuščanju praškastih snovi na površino tekočine.

• Brownovo gibanje: Naključno gibanje, opaženo pod mikroskopom, ko delci preskakujejo, zdrsnejo in se v tekočini spustijo.

• Kolektivna difuzija: Difuzija velikega števila delcev v tekočini, ki ostanejo nedotaknjeni ali medsebojno delujejo z drugimi delci.

• Osmoza: Difuzija vode skozi celično membrano.

• Izliv: Zgodi se, ko se plin razprši skozi majhne luknje.

• Difuzija elektronov: Gibanje elektronov, ki povzroči električni tok.

• Olajšana difuzija: Spontani pasivni transport ionov ali molekul po celični membrani (drugače, ker se dogaja zunaj aktivne faze osmoze ali znotrajcelične difuzije).

• Difuzija plinov: Uporablja se predvsem z uranovim heksafluoridom za proizvodnjo obogatenega urana za jedrske reaktorje in orožje.

• Difuzija Knudsen: Spremenljivo merilo interaktivnosti delcev znotraj membranske pore, povezano z velikostjo delca ter dolžino in premer pore.

• Difuzija trenutka: Širjenje impulza med delci, predvsem v tekočinah, na katere vpliva viskoznost tekočine (višja viskoznost = večja difuzija impulza).

• Difuzija fotona: Gibanje fotonov znotraj materiala in nato raztresenje, ko se odbijajo različne gostote znotraj. Uporablja se pri medicinskih testih kot difuzno optično slikanje.

• Reverzna difuzija: Podobno kot sprednja osmoza, z nizko koncentracijo se premika v visoko, vendar se nanaša na ločevanje delcev, ne samo vode.

• Samo-difuzija: Koeficient, ki meri, koliko difuzije bo imel delček, ko je kemični gradient enak nič (nevtralen ali uravnotežen).

Reference

• Wikipedia: Difuzija
• Wikipedija: Osmoza
• Difuzija - Hiperfizika