Dyfuzja i osmoza

Osmoza jest wynikiem dyfuzja przez półprzepuszczalną błonę. Jeśli dwa roztwory o różnym stężeniu są oddzielone przez półprzepuszczalną błonę, rozpuszczalnik będzie miał tendencję do rozproszenia przez błonę z mniej zatężonego do bardziej stężonego roztworu. Ten proces jest nazywany osmoza. Na poziomie komórkowym oba procesy są rodzajami transportu pasywnego.

Membrany półprzepuszczalne są bardzo cienkimi warstwami materiału, które pozwalają na małe cząsteczki, takie jak tlen, woda, dwutlenek węgla, amoniak, glukoza, aminokwas itp., przejść przez. Nie pozwalają jednak na większe cząsteczki, takie jak sacharoza, białko itp., przejść przez.

Wykres porównania

Wykres porównawcza dyfuzji w porównaniu do osmozy

	Dyfuzja	Osmoza
Co to jest?	Dyfuzja jest spontanicznym ruchem cząstek z obszaru wysokiego stężenia do obszaru o niskim stężeniu. (były. smak herbaty poruszający się z obszaru o wysokim do niskiego stężenia w gorącej wodzie.)	Osmoza to spontaniczny ruch netto wody przez półprzepuszczalną błonę z regionu o niskim stężeniu substancji rozpuszczonej do bardziej skoncentrowanego roztworu, w górę gradientu stężenia. Wyrównuje to stężenia po obu stronach błony.
Proces	Wyniki dyfuzji z losowego ruchu cząsteczek, za pomocą których występuje netto przepływ materii z regionu wysokiego stężenia do regionu o niskim stężeniu. Proces ten nie może zostać zatrzymany ani odwrócony.	Występuje, gdy pożywka otaczająca komórkę ma wyższe stężenie wody niż komórka. Komórka zyskuje wodę wraz z ważnymi cząsteczkami i cząsteczkami wzrostu. Występuje również, gdy woda i cząstki przechodzą z jednej komórki do drugiej.
Znaczenie	Tworzyć energię; Pomaga w wymianie gazów podczas oddychania, fotosyntezy i transpiracji.	U zwierząt osmoza wpływa na rozmieszczenie składników odżywczych i uwalnianie odpadów metabolicznych. W roślinach osmoza jest częściowo odpowiedzialna za wchłanianie wody w glebie i podwyższenie cieczy na liście rośliny.
Gradient stężenia	Cząstki przechodzą z gradientu wysokiego stężenia do gradientu o niskim stężeniu.	Woda przesuwa się w dół gradientu stężenia I.mi., przesuwa się z rozcieńczonego roztworu do stężonego roztworu przez częściowo przepuszczalną błonę.
Woda	Nie potrzebuje wody do ruchu	Osmoza wymaga wody do ruchu cząstek.
Przykłady	Perfumy, odświeżacz powietrza lub zapach zgniłych jaj, w których cząsteczki gazowe rozpowszechniają się w powietrzu, rozpowszechniając aromat (lub smród).	Przemieszczanie wody w korzeniowe komórki włosów.
Dyfuzja cząsteczek	Tylko cząsteczki rozpuszczalnika ulegają dyfuzji.	Cząsteczki zarówno substancji rozpuszczonej, jak i rozpuszczalnika mogą rozpowszechniać w procesie osmozy.
Kierunek cząstek	Cząstki przepływają tylko w jednym kierunku - od obszarów wysokich do niskiego stężenia.	Cząstki płyną we wszystkich kierunkach.
Występuje	Dyfuzja występuje w gazach (najczęściej), cieczach i ciał stałych.	Osmoza występuje w płynach.

Proces osmozy vs. Dyfuzja

Dyfuzja występuje, gdy spontaniczny ruch netto cząstek lub cząsteczek rozprzestrzenia je z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu przez półprzepuszczalną błonę. Jest to po prostu statystyczny wynik losowego ruchu. W miarę upływu czasu różnicowy gradient stężeń między wysokim a niskim spadnie (staje się coraz płytki), aż stężenia zostaną wyrównane.

Proces dyfuzji. Niektóre cząstki (czerwone) rozpuszczane są w szklance wody. Początkowo wszystkie cząstki znajdują się w pobliżu jednego rogu szkła. Kiedy wszystkie cząsteczki losowo poruszają się („rozproszone”) w wodzie, ostatecznie stają się rozmieszczone losowo i równomiernie.

Dyfuzja zwiększa entropię (losowość), zmniejszając energię swobodną Gibbsa, a zatem jest wyraźnym przykładem termodynamiki. Dyfuzja działa w granicach drugiego prawa termodynamiki, ponieważ pokazuje tendencję natury do „wycofania się”, poszukiwania stanu mniej skoncentrowanej energii, o czym świadczy rosnąca entropia.

Osmoza to proces dyfuzji wody w półprzepuszczalnej błonie. Cząsteczki wody mogą swobodnie przechodzić przez błonę komórkową w obu kierunkach, w lub na zewnątrz, a zatem osmoza reguluje nawodnienie, napływ składników odżywczych i odpływ odpadów, wśród innych procesów.

Osmoza w komórce roślinnej

Na przykład, jeśli pożywka otaczająca roślinę lub komórkę zwierzęcy ma wyższe stężenie wody niż komórka, wówczas komórka zyska wodę przez osmozę. Ogólny wynik polega na tym, że woda wchodzi do komórki, a komórka może nawodnić i puchnąć. Jeśli pożytek ma niższe stężenie wody niż komórka, straci wodę przez osmozę, ponieważ tym razem więcej wody opuszcza komórkę niż wchodzi. Dlatego komórka kurczy się. Jeśli stężenie wody w pożywce jest dokładnie takie samo, komórka pozostanie tej samej wielkości, podczas gdy równowaga stężenia pozostaje. W każdej sytuacji ruch rozpuszczalnika pochodzi od mniej skoncentrowanego (hipotonicznego) do bardziej koncentrującego (hipertonicznego) roztworu, który ma tendencję do zmniejszania różnicy stężenia (wyrównanie).

Różnice w funkcji

Chwila osmoza wpływa na rozmieszczenie składników odżywczych i uwalnianie odpadów metabolicznych u zwierząt; W roślinach osmoza jest częściowo odpowiedzialna za wchłanianie wody w glebie i podwyższenie cieczy na liście rośliny.

Dyfuzja może wystąpić przez błonę komórkową, a membrana pozwala na małe cząsteczki, takie jak woda (h₂O), tlen (o₂), dwutlenek węgla (CO₂) i inni, aby łatwo przechodzić. Dlatego podczas gdy osmoza pomaga roślinom w wchłanianiu wody i innych cieczy, dyfuzja pomaga innym cząsteczkom, a zatem oba ułatwia proces fotosyntezy. Oba procesy pomagają roślinom tworzyć energię i inne ważne składniki odżywcze.

Różne rodzaje osmozy i dyfuzji

Dwójka Rodzaje osmozy Czy:

• Odwrócona osmoza: Ciśnienie osmotyczne określa w jakim momencie różnicowy gradient między osmozą o wysokiej i niskiej substancji rozpuszczonej. W odwróconej osmozie zwiększone ciśnienie objętościowe lub atmosferyczne „popchnie” wyższe cząstki substancji rozpuszczonej przez membranę, przezwyciężając szczelinę, która może istnieć, gdy ciśnienie osmotyczne nie pozwoli na dyfuzję przez membranę. Proces ten jest często stosowany do filtrowania wody zanieczyszczeń, gdy ich stężenia są zbyt niskie w przypadku regularnej osmozy, ale nadal potrzebna jest czystsza woda, jak w przypadku odsalania i operacji farmaceutycznych.

• Osmoza do przodu: W przeciwieństwie do odwrotnej osmozy, która wychodzi od stężeń o wysokich do niskich, do przodu osmoza zmusza niskie cząsteczki substancji rozpuszczonej, aby przejść do wyższej substancji rozpuszczonej-w istocie przeciwieństwem normalnego procesu osmotycznego. Podczas gdy odwrócona osmoza „popycha” cząstki, osmoza do przodu „przyciąga je”, co powoduje czystszą wodę.

Efekt osmotyczny różnych roztworów na krwinkach

Rodzaje dyfuzji Czy:

• Dyfuzja powierzchniowa: Widoczne po upuszczeniu pudrowych substancji na powierzchni płynu.

• Ruch Browna: Losowy ruch obserwowany pod mikroskopem, gdy cząstki przeskakują, poślizgają się i rzutki w cieczy.

• Zbiorowa dyfuzja: Rozpowszechnianie dużej liczby cząstek w cieczy, które pozostają nienaruszone lub oddziałują z innymi cząsteczkami.

• Osmoza: Dyfuzja wody przez błonę komórkową.

• Wylanie: Zdarza się, gdy gaz rozprasza się przez małe otwory.

• Dyfuzja elektronów: Ruch elektronów powodujących prąd elektryczny.

• Ułatwiona dyfuzja: Spontaniczny pasywny transport jonów lub cząsteczek w błonie komórkowej (inaczej, ponieważ dzieje się ona poza fazą aktywną osmozy lub dyfuzji wewnątrzkomórkowej).

• Dyfuzja gazowa: Używane głównie z heksaklorkiem uranu do wytworzenia wzbogaconego uranu do reaktorów nuklearnych i broni.

• Dyfuzja Knudsena: Zmienna miara interaktywności cząstek w porach błonowych, związana z wielkością cząstki oraz długości i średnicy porów.

• Dyfuzja pędu: Rozprzestrzenianie pędu między cząsteczkami głównie w cieczach, pod wpływem lepkości cieczy (wyższa lepkość = dyfuzja wyższej pędu).

• Dyfuzja fotonu: Ruch fotonów w materiale, a następnie rozpraszając się, gdy odbijają się od różnych gęstości w środku. Stosowane w testach medycznych jako rozproszone obrazowanie optyczne.

• Odwrotna dyfuzja: Podobnie do osmozy do przodu, z niskim stężeniem przesuwającym się do wysokiego, ale odnosi się do oddzielenia cząstek, a nie tylko wody.

• Samo-dyfuzja: Współczynnik mierzący, ile dyfuzji będzie miała rodzaj cząstki, gdy gradient chemiczny wynosi zero (neutralny lub zrównoważony).