Diffusion og osmose

osmose er resultatet af diffusion på tværs af en semipermeabel membran. Hvis to opløsninger med forskellig koncentration adskilles med en semipermeabel membran, vil opløsningsmidlet have en tendens til at diffundere over membranen fra den mindre koncentrerede til den mere koncentrerede opløsning. Denne proces kaldes osmose. På celleniveau er begge processer typer af passiv transport.

Semipermeable membraner er meget tynde lag af materiale, der tillader små molekyler som ilt, vand, kuldioxid, ammoniak, glukose, aminosyrer osv. At passere. De tillader dog ikke, at større molekyler, såsom sucrose, protein osv., Passerer.

Sammenligningstabel

Diffusion versus Osmosis sammenligning diagram

	Diffusion	osmose
Hvad er det?	Diffusion er en spontan bevægelse af partikler fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. (eks. te-aroma, der bevæger sig fra et område med høj til lav koncentration i varmt vand.)	Osmose er den spontane nettobevægelse af vand over en semipermeabel membran fra et område med lav opløst koncentration til en mere koncentreret opløsning, opad i en koncentrationsgradient. Dette udligner koncentrationer på begge sider af membranen.
Behandle	Diffusion forekommer hovedsageligt i gasformig tilstand eller inden i gasmolekyler og flydende molekyler (f.eks. Molekylerne af 2 gasser er i konstant bevægelse, og hvis membranen, der adskiller dem, fjernes, blandes gasserne på grund af tilfældige hastigheder).	Det opstår, når mediet, der omgiver cellen, har en højere vandkoncentration end cellen. Cellen får vand sammen med vigtige molekyler og partikler til vækst. Det forekommer også, når vand og partikler bevæger sig fra en celle til en anden.
Betydning	At skabe energi; Hjælper til udveksling af gasser under respiration, fotosyntesen og transpiration.	Hos dyr påvirker osmose distributionen af ​​næringsstoffer og frigivelsen af ​​metabolske affaldsprodukter. Hos planter er osmose delvist ansvarlig for absorptionen af ​​jordvand og for hævningen af ​​væsken til plantens blade.
Koncentrationsgradient	Går fra en høj koncentrationsgradient til en lav koncentrationsgradient	Bevæger sig nedad i koncentrationsgradienten
Vand	Har ikke brug for vand til bevægelse	Har brug for vand til bevægelse
eksempler	Parfume eller luftfrisker, hvor gasmolekylerne diffunderer i luften, der spreder aromaen.	Bevægelse af vand ind i rodhårceller.

Indhold: Diffusion og osmose

• 1 Process for osmose vs. diffusion
• 2 Forskelle i funktion
• 3 forskellige typer osmose og diffusion
• 4 Henvisninger

Osmoseproces vs. diffusion

Processen med diffusion. Nogle partikler (røde) opløses i et glas vand. Oprindeligt er partiklerne alle i nærheden af ​​et hjørne af glasset. Når partiklerne alle tilfældigt bevæger sig rundt ("diffus") i vandet, distribueres de til sidst tilfældigt og ensartet.

Diffusion opstår, når den spontane nettobevægelse af partikler eller molekyler spreder dem fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration gennem en semipermeabel membran. Det er simpelthen det statistiske resultat af tilfældig bevægelse. Efterhånden som tiden skrider ned, falder den differentiale gradient for koncentrationer mellem høj og lav (bliver stadig mere lav), indtil koncentrationerne er udlignet.

Diffusion øger entropien (tilfældighed), mindsker Gibbs fri energi, og er derfor et klart eksempel på termodynamik. Diffusion opererer inden for grænserne af den anden lov om termodynamik, fordi den demonstrerer naturens tendens til at "afvikle", til at søge en tilstand med mindre koncentreret energi, hvilket kan bevises ved stigende entropi.

Osmose er processen med diffusion af vand over en semipermeabel membran. Vandmolekyler kan frit passere over cellemembranen i begge retninger, enten ind eller ud, og således regulerer osmose hydrering, tilstrømningen af ​​næringsstoffer og udstrømningen af ​​affald, blandt andre processer.

osmose i en plantecelle

For eksempel, hvis mediet, der omgiver planten eller dyrecellen, har en højere vandkoncentration end cellen, vil cellen få vand ved osmose. Det samlede resultat er, at vand kommer ind i cellen, og cellen sandsynligvis hydreres og kvælder. Hvis mediet har en lavere koncentration af vand end cellen, mister det vand ved osmose, da denne gang mere vand forlader cellen end ind i den. Derfor vil cellen krympe. Hvis vandkoncentrationen i mediet er nøjagtigt den samme, forbliver cellen den samme størrelse, mens denne koncentrationsbalance forbliver. I enhver situation er opløsningsmidlets bevægelse fra den mindre koncentrerede (hypotoniske) til den mere koncentrerede (hypertoniske) opløsning, der har en tendens til at reducere forskellen i koncentration (udligning).

Forskelle i funktion

Mens osmose påvirker distributionen af ​​næringsstoffer og frigivelsen af ​​metabolske affaldsprodukter i dyr; hos planter er osmose delvist ansvarlig for absorptionen af ​​jordvand og for hævningen af ​​væsken til plantens blade.

Diffusion kan forekomme gennem en cellemembran, og membranen tillader små molekyler som vand (H₂O) ilt (O₂), kuldioxid (CO₂), og andre til let at komme igennem. Mens osmose hjælper planterne med at absorbere vand og andre væsker, hjælper diffusion derfor andre molekyler med at passere igennem, og derfor begge letter fotosynteseprocessen. Begge processer hjælper planter med at skabe energi og andre vigtige næringsstoffer.

Forskellige typer osmose og diffusion

Osmotisk effekt af forskellige opløsninger på blodlegemer

De to typer Osmose er:

• Omvendt osmose: Det osmotiske tryk definerer på hvilket tidspunkt en differentiel gradient mellem høj og lav opløsningsmiddel udløser osmose. Ved omvendt osmose vil forøget volumetrisk eller atmosfærisk tryk "skubbe" de højere opløste partikler forbi membranen og overvinde det hul, der kan eksistere, når det osmotiske tryk ikke tillader diffusion gennem membranen. Denne proces bruges ofte til at filtrere vand af urenheder, når deres koncentrationer er for lave til regelmæssig osmose, men der er stadig behov for renere vand, som ved afsaltning og farmaceutiske operationer.

• Fremad osmose: I modsætning til omvendt osmose, der går fra høj til lav koncentration, tvinger fremad osmose lave opløste partikler til at bevæge sig til et højere opløst stof - i det væsentlige det modsatte af den normale osmotiske proces. Mens omvendt osmose "skubber" partikler, trækker fremad osmose dem ind, hvilket resulterer i renere vand.

Det typer diffusion er:

• Overfladediffusion: Set efter at have tabt pulverformige stoffer på en væskes overflade.

• Brownsk bevægelse: Den tilfældige bevægelse, der observeres under et mikroskop, når partikler springer over, glider og kaster sig i en væske.

• Kollektiv diffusion: Diffusionen af ​​et stort antal partikler i en væske, der forbliver intakt eller interagerer med andre partikler.

• osmose: Diffusionen af ​​vand gennem en cellemembran.

• effusion: Sker som en gas spreder sig gennem små huller.

• Elektrondiffusion: Bevægelse af elektroner, der resulterer i elektrisk strøm.

• Faciliteret diffusion: Spontan passiv transport af ioner eller molekyler over en cellemembran (forskellig, fordi det sker uden for den aktive fase af osmose eller intracellulær diffusion).

• Gasformig diffusion: Bruges hovedsageligt sammen med uranhexafluorid til fremstilling af beriget uran til atomreaktorer og våben.

• Knudsen-diffusion: Et variabelt mål for partikelinteraktivitet inden for en membranpore, relateret til partikelens størrelse og længden og diameteren af ​​poren.

• Momentum diffusion: Spredningen af ​​momentum mellem partikler hovedsageligt i væsker, påvirket af væskens viskositet (højere viskositet = højere momentumdiffusion).

• Photon diffusion: Bevægelse af fotoner inden i et materiale og derefter spredes, når de spretter ud af forskellige densiteter inden i. Bruges i medicinske tests som diffus optisk billeddannelse.

• Omvendt diffusion: Ligner fremad osmose, hvor lav koncentration bevæger sig til høj, men henviser til en adskillelse af partikler, ikke kun vand.

• Selvdiffusion: En koefficient, der måler hvor meget diffusion en partikel type vil have, når den kemiske gradient er nul (neutral eller afbalanceret).

Referencer

• Wikipedia: Diffusion
• Wikipedia: Osmose
• Diffusion - HyperPhysics