Diffúzió és ozmózis

Ozmózis az eredménye diffúzió egy féligáteresztő membránon. Ha két különböző koncentrációjú oldatot féligáteresztő membrán választ el egymástól, akkor az oldószer hajlamos a diffúzióra a membránon a kevésbé koncentrált és a koncentráltabb oldat között. Ezt a folyamatot hívják ozmózis. Celluláris szinten mindkét folyamat passzív transzport típusa.

A féligáteresztő membránok nagyon vékony anyagrétegek, amelyek lehetővé teszik a kis molekulák, például az oxigén, víz, szén-dioxid, ammónia, glükóz, aminosavak stb. Átjutását. Ugyanakkor nem engedik meg a nagyobb molekulák, mint például a szacharóz, a fehérje stb. Átjutását.

Összehasonlító táblázat

Diffúzió versus ozmózis összehasonlító diagram

	Diffusion	Ozmózis
Mi az?	A diffúzió a részecskék spontán mozgása egy nagy koncentrációjú területről alacsony koncentrációjú területre. (pl. tea aroma, amely a forró víz magas vagy alacsony koncentrációjú területéről mozog.)	Az ozmózis a víz spontán nettó mozgása egy féligáteresztő membránon keresztül az alacsony oldott koncentrációjú régióból egy koncentráltabb oldatba, a koncentráció-gradiensig. Ez kiegyenlíti a membrán mindkét oldalán levő koncentrációkat.
Folyamat	A diffúzió elsősorban gáz-halmazállapotban, vagy gázmolekulákban és folyékony molekulákban zajlik le (pl. 2 gáz molekulái állandó mozgásban vannak, és ha eltávolítják az őket elválasztó membránt, akkor a gázok véletlenszerű sebesség miatt keverednek.)	Ez akkor fordul elő, amikor a cellát körülvevő közeg nagyobb vízkoncentrációval rendelkezik, mint a cella. A sejt vizet nyer a növekedéshez fontos molekulákkal és részecskékkel. Akkor is előfordul, amikor a víz és a részecskék mozognak az egyik cellából a másikba.
fontosság	Energia létrehozása; Segít a gázcserében a légzés, a fotoszintézis és a transzpiráció során.	Állatokban az ozmózis befolyásolja a tápanyagok eloszlását és a metabolikus hulladékok kibocsátását. A növényekben az ozmózis részben felelős a talajvíz felszívódásáért és a folyadéknak a növény leveleihez való emelkedéséért.
Koncentrációs színátmenet	Nagy koncentrációjú gradienstől alacsony koncentrációjú gradiensig megy	Lecsökkenti a koncentráció-gradienst
Víz	Nincs mozgáshoz víz	Vízre van szüksége a mozgáshoz
Példák	Parfüm vagy légfrissítő, ahol a gázmolekulák diffundálnak a levegőbe, tovább terjesztve az aromát.	A víz mozgása a szőrsejtekbe.

Tartalom: diffúzió és ozmózis

• 1 Ozmózis és diffúzió folyamata
• 2 Funkcióbeli különbségek
• 3 Különböző típusú ozmózis és diffúzió
• 4 Hivatkozások

Ozmózis és diffúzió folyamata

A diffúzió folyamata. Néhány (piros) részecske feloldódik egy pohár vízben. Kezdetben a részecskék mind az üveg egyik sarkában vannak. Amikor a részecskék véletlenszerűen mozognak ("diffúz") a vízben, végül véletlenszerűen és egyenletesen oszlanak el.

Diffúzió akkor fordul elő, amikor a részecskék vagy molekulák spontán nettó mozgása a nagy koncentrációjú területről egy féligáteresztő membránon keresztül az alacsony koncentrációjú területre terjeszti őket. Ez egyszerűen a véletlenszerű mozgás statisztikai eredménye. Az idő előrehaladtával a magas és az alacsony koncentráció közötti különbségi gradiens csökken (egyre sekélyebb lesz), amíg a koncentrációk kiegyenlülnek..

A diffúzió növeli az entrópiát (véletlenszerűség), csökkenti a Gibbs szabad energiáját, és ezért a termodinamika világos példája. A diffúzió a termodinamika második törvényének keretein belül működik, mivel demonstrálja a természet hajlamait "lehajlani", kevésbé koncentrált energiaállapotra törekedni, amit a növekvő entrópia is bizonyít..

Az ozmózis a víz diffúziójának folyamata egy féligáteresztő membránon. A vízmolekulák mindkét irányban szabadon haladhatnak át a sejtmembránon, akár be, akár ki, és így az ozmózis szabályozza a hidratálást, a tápanyagok beáramlását és a hulladékok kiáramlását, többek között a folyamatok között.

Ozmózis egy növényi sejtben

Például, ha a növényt vagy az állati sejtet körülvevő táptalaj nagyobb vízkoncentrációval rendelkezik, mint a cella, akkor a sejt ozmózissal nyer vizet. Általános eredmény, hogy a víz belép a cellába, és a sejt valószínűleg hidratálódik és duzzad. Ha a közeg alacsonyabb vízkoncentrációval rendelkezik, mint a cella, akkor ozmózissal elveszíti a vizet, mivel ezúttal több víz távozik a sejtből, mint belép. Ezért a cella összehúzódik. Ha a közegben a víz koncentrációja pontosan ugyanaz, akkor a cella azonos méretű marad, miközben a koncentráció egyensúlya megmarad. Minden helyzetben az oldószer mozgása a kevésbé koncentrált (hipotonikus) és a koncentráltabb (hipertóniás) oldatból történik, ami hajlamos csökkenteni a koncentráció-különbséget (kiegyenlítés)..

Funkcióbeli különbségek

Míg ozmózis befolyásolja a tápanyagok eloszlását és az anyagcserékből származó termékek felszabadulását az állatokban; a növényekben az ozmózis részben felelős a talajvíz felszívódásáért és a folyadéknak a növény leveleihez való emelkedéséért.

Diffúzió történhet egy sejtmembránon keresztül, és a membrán lehetővé teszi olyan kis molekulákat, mint a víz (H₂O), oxigén (O₂), szén-dioxid (CO₂) és mások számára, hogy könnyen áthaladjanak. Ennélfogva, míg az ozmózis segíti a növényeket a víz és más folyadékok felszívásában, addig a diffúzió segít más molekulák átjutásán, és ezáltal mindkettő megkönnyíti a fotoszintézis folyamatát. Mindkét folyamat segíti a növényeket az energia és más fontos tápanyagok előállításában.

Különböző típusú ozmózis és diffúzió

Ozmotikus hatás különböző oldatok a vérsejteken

A két típusú ozmózis vannak:

• Fordított ozmózis: Az ozmotikus nyomás határozza meg, hogy a magas és az alacsony oldott anyag közötti különbségi gradiens mely ponton váltja ki az ozmózist. Fordított ozmózis esetén a megnövekedett térfogat- vagy légköri nyomás "kiszorítja" a magasabb oldott részecskéket a membránon át, és áthidalja azt a rést, amely akkor fordulhat elő, ha az ozmotikus nyomás nem teszi lehetővé a membránon keresztüli diffúziót. Ezt az eljárást gyakran használják a szennyeződések vízének szűrésére, ha azok koncentrációja túl alacsony a rendszeres ozmózishoz, de továbbra is tisztább vízre van szükség, mint a sótalanítás és a gyógyszerészeti műveletek során..

• Előre ozmózis: A fordított ozmózissal ellentétben, amely a magas-az alacsony koncentrációkból indul ki, az előrehaladó ozmózis arra kényszeríti az alacsony oldott részecskéket, hogy magasabb oldott anyagokra lépjenek - lényegében a normál ozmotikus folyamat ellentéte. Míg a fordított ozmózis "nyomja" a részecskéket, addig az előrehaladó ozmózis "behúzza" őket, tisztább vizet eredményezve.

Az a diffúzió típusai vannak:

• Felületi diffúzió: Látható, miután poros anyagok csepegtek a folyadék felületére.

• Brown-mozgás: A mikroszkóp alatt megfigyelt véletlenszerű mozgás, amikor a részecskék ugrálnak, csúsznak és dartálnak egy folyadékban.

• Kollektív diffúzió: Nagyon sok részecske diffúziója folyadékban, amely ép marad, vagy kölcsönhatásba lép más részecskékkel.

• Ozmózis: A víz diffúziója a sejtmembránon keresztül.

• kiömlés: Esik, amikor egy gáz kis lyukakon keresztül diszpergálódik.

• Elektron diffúzió: Az elektronok mozgása, amely áramot eredményez.

• Megkönnyített diffúzió: Az ionok vagy molekulák spontán passzív transzportja a sejtmembránon keresztül (eltérő, mivel az ozmózis vagy az intracelluláris diffúzió aktív fázisán kívül történik).

• Gázdiffúzió: Főleg urán-hexafluoriddal dúsított urán előállításához nukleáris reaktorokhoz és fegyverekhez.

• Knudsen diffúzió: A részecske interaktivitásának változó mértéke egy membrán póruson belül, a részecske méretének, valamint a pórus hosszának és átmérőjének függvényében.

• Lényeg diffúzió: A lendület eloszlása ​​a részecskék között főként folyadékokban, a folyadék viszkozitása befolyásolva (magasabb viszkozitás = nagyobb impulzus diffúzió).

• Foton diffúzió: A fotonok mozgása egy anyagon belül, majd szétszóródásuk, amikor eltérő sűrűséggel térnek vissza. Orvosi tesztekben diffúz optikai képalkotásként használják.

• Fordított diffúzió: Hasonló az előremenő ozmózissal, alacsony koncentrációval magasra mozog, de a részecskék, nem csupán a víz elválasztására utal.

• Öndiffúzió: Egy koefficiens, amely megmutatja, hogy mekkora diffúziót mutat egy típusú részecske, ha a kémiai gradiens nulla (semleges vagy kiegyensúlyozott).

Irodalom

• Wikipedia: diffúzió
• Wikipedia: ozmózis
• Diffusion - HyperPhysics