Дифузија и осмоза

Осмосис је резултат дифузија преко полупропусне мембране. Ако су две растворе различите концентрације раздвојене полупропусном мембраном, тада ће растварач имати тенденцију да дифундира кроз мембрану од мање концентрованог до концентрованијег раствора. Овај процес се зове осмоза. На ћелијском нивоу, оба процеса су врсте пасивног транспорта.

Полуспропусне мембране су веома танки слојеви материјала који омогућавају пролазак кроз мале молекуле, попут кисеоника, воде, угљен-диоксида, амонијака, глукозе, аминокиселина итд. Међутим, не дозвољавају пролазак већих молекула попут сахарозе, протеина итд.

Упоредни графикон

Дифузија наспрам Осмозне упоредне карте

	Дифузија	Осмосис
Шта је то?	Дифузија је спонтано кретање честица из подручја високе концентрације у подручје ниске концентрације. (нпр. арома чаја која се креће из подручја високе до ниске концентрације у врућој води.)	Осмоза је спонтано нето кретање воде кроз полупропусну мембрану од подручја ниске концентрације раствора до концентрованијег раствора, до градијента концентрације. Ово изједначава концентрације са обе стране мембране.
Процес	Дифузија се углавном одвија у гасовитом стању или унутар молекула гаса и течних молекула (нпр. Молекули 2 гасова су у сталном кретању и ако се мембрана која их раздваја уклања гасови ће се мешати због случајних брзина.)	Јавља се када медијум који га окружује има већу концентрацију воде од ћелије. Ћелија добија воду заједно са важним молекулама и честицама за раст. Такође се дешава када вода и честице прелазе из једне ћелије у другу.
Значај	За стварање енергије; Помаже у размени гасова током дисања, фотосинтезе и транспирације.	Код животиња осмоза утиче на расподелу хранљивих материја и ослобађање продуката метаболизма. У биљкама је осмоза делимично одговорна за апсорпцију воде из тла и за подизање течности у лишће биљке.
Концентрација концентрације	Прелази са градијента високе концентрације на градијент са ниском концентрацијом	Помера се градијент концентрације
Вода	За кретање јој не треба вода	Потребна је вода за кретање
Примери	Парфем или освеживач ваздуха где молекули гаса дифундирају у ваздух ширећи арому.	Кретање воде у ћелије длаке коријена.

Садржај: Дифузија и осмоза

• 1 Процес осмозе против дифузије
• 2 разлике у функцијама
• 3 различите врсте осмозе и дифузије
• 4 Референце

Процес осмозе против дифузије

Процес дифузије. Неке честице (црвене) су растворене у чаши воде. У почетку су честице близу једног угла чаше. Када се све честице случајно крећу („дифузно“) у води, оне се на крају расподељују насумично и једнолико.

Дифузија се дешава када их спонтано нето кретање честица или молекула шири из подручја високе концентрације у подручје мале концентрације кроз полупропусну мембрану. То је једноставно статистички исход насумичних кретања. Како време напредује, диференцијални градијент концентрација између високе и ниске ће опадати (постајати све плиткији) све док се концентрације не изједначе..

Дифузија повећава ентропију (насумичност), смањује слободну енергију Гиббса и зато је јасан пример термодинамике. Дифузија делује у границама Другог закона термодинамике јер показује тенденцију природе да се "обруши", да тражи стање мање концентроване енергије, што доказује повећањем ентропије.

Осмоза је процес дифузије воде преко полупропусне мембране. Молекули воде могу слободно да пролазе кроз ћелијску мембрану у оба смера, било у унутра или ван, и тако осмоза регулише хидратацију, прилив хранљивих материја и одлив отпада, између осталих процеса.

Осмосис у биљној ћелији

На пример, ако медијум који окружује биљну или животињску ћелију има већу концентрацију воде од ћелије, тада ћелија осмозом добија воду. Општи резултат је да вода улази у ћелију и ћелија вероватно хидрира и набрекне. Ако медијум има нижу концентрацију воде од ћелије, изгубит ће воду осмозом јер овај пут више воде напушта ћелију него што улази у њу. Због тога ћелија ће се смањити. Ако је концентрација воде у медијуму потпуно иста, тада ћелија остаје исте величине док та равнотежа концентрације остаје. У свакој ситуацији, кретање растварача је од мање концентрованог (хипотоничног) до концентрованијег (хипертоничног) раствора, који тежи смањењу разлике у концентрацији (изједначавању).

Разлике у функцији

Док осмоза утиче на дистрибуцију хранљивих материја и ослобађање продуката метаболизма у животиња; у биљкама је осмоза делимично одговорна за апсорпцију воде из тла и за подизање течности у лишће биљке.

Дифузија се може догодити кроз ћелијску мембрану, а мембрана омогућава мале молекуле попут воде (Х₂О), кисеоник (О)₂), угљен диоксид (ЦО₂), и друге кроз које лако пролазе. Стога, док осмоза помаже биљкама да апсорбују воду и друге течности, дифузија помаже другим молекулама да прођу кроз њих и на тај начин оба олакшавају процес фотосинтезе. Оба процеса помажу биљкама да стварају енергију и друге важне хранљиве материје.

Различите врсте осмозе и дифузије

Осмотски ефекат различитих раствора на крвним ћелијама

Два врсте осмозе су:

• Обрнути осмоза: Осмотски притисак дефинише у којој тачки диференцијални градијент између високог и ниског раствора активира осмозу. У обрнутој осмози, повећани волуметријски или атмосферски притисак ће "гурнути" веће честице растворених према мембрани, надвладавајући јаз који може постојати када осмотски притисак неће дозволити дифузију кроз мембрану. Овај поступак се често користи за филтрирање воде нечистоћа када су њихове концентрације прениске за редовну осмозу, али је и даље потребна чиста вода, као што је десалинација и фармацеутска операција.

• Напред Осмоза: За разлику од реверзне осмозе, која прелази из концентрације високих у ниску, предња осмоза приморава ниске растворене честице да пређу на виши раствор - у суштини супротно од нормалног осмотског процеса. Док реверзна осмоза „гура“ честице, напред их осмоза „увлачи“ у, што резултира чистијом водом.

Тхе врсте дифузије су:

• Површинска дифузија: Виде се након капања прашкастих супстанци на површину течности.

• Бровново кретање: Насумично кретање које се опажа под микроскопом како честице прескачу, клизију и одлазе се у течност.

• Колективна дифузија: Дифузија великог броја честица унутар течности која остаје нетакнута или у интеракцији са другим честицама.

• Осмосис: Дифузија воде кроз ћелијску мембрану.

• Излив: Дешава се када се гас распрши кроз мале рупе.

• Електронска дифузија: Кретање електрона што резултира електричном струјом.

• Олакшана дифузија: Спонтани пасивни транспорт јона или молекула кроз ћелијску мембрану (различито јер се дешава изван активне фазе осмозе или интраћелијске дифузије).

• Дифузија гасова: Користи се углавном са уранијумским хексафлуоридом за производњу обогаћеног уранијума за нуклеарне реакторе и оружје.

• Дифузија Кнудсена: Варијабилна мера интерактивности честица унутар поре мембране, у односу на величину честице и дужину и пречник пора.

• Дифузија момента: Ширење момента између честица углавном у течности, под утицајем вискозности течности (већи вискозитет = већа дифузија замаха).

• Дифузија фотона: Кретање фотона унутар материјала, а затим распршивање док они одбијају различите густине унутар. Користи се у медицинским тестовима као дифузно оптичко снимање.

• Реверсе Диффусион: Слично је са предњом осмозом, са малом концентрацијом која прелази у високу, али се односи на одвајање честица, а не само на воду.

• Само-дифузија: Коефицијент који мери колику ће дифузију имати једна честица када је хемијски градијент нула (неутралан или уравнотежен).

Референце

• Википедија: Дифузија
• Википедија: Осмоза
• Дифузија - ХиперПхисицс