Διάχυση και όσμωση

Περιεχόμενο

• Τι είναι η μετάδοση;
• Παραδείγματα διάχυσης
• Τι είναι η όσμωση;
• Επειδή είναι σημαντικό;
• Παραδείγματα της διαδικασίας όσμωσης

οδιάχυση και όσμωση είναι φαινόμενα που χαρακτηρίζονται από την κατανομή του μόρια ενός σώματος σε άλλο σώμα που έρχεται σε επαφή με αυτό πρώτο ή διαχωρίζεται, αλλά μέσω μιας ημι-πλάσματος μεμβράνης. Αυτές οι δύο δυνατότητες είναι ακριβώς αυτό που ανοίγει τη διαίρεση μεταξύ των δύο διαδικασιών.

Τι είναι η μετάδοση;

Είναι το διάχυση υπάρχει μια ανάμιξη των μορίων, ως συνέπεια μιας κίνησης που τους οδηγεί Κινητική ενέργεια. Τα σώματα είναι σε επαφή και μετά τα μόρια κατανέμονται, σε ένα φαινόμενο που εξηγείται από το κινητική θεωρία της ύλης.

Αυτή η κίνηση συμβαίνει σε οποιαδήποτε από τις καταστάσεις της ύλης, αλλά παρατηρείται πιο εύκολα στην περίπτωση του υγρά. Η τάση της κίνησης είναι προς το σχηματισμό ενός ομοιόμορφου μίγματος των δύο τύπων μορίων.

Ο επιστήμονας Adolf fick καθιέρωσε το 1855 ορισμένους νόμους που φέρουν το όνομά του, και περιγράφουν διάφορες περιπτώσεις διάχυσης της ύλης σε ένα μέσο στο οποίο αρχικά δεν υπάρχει ισορροπία. Αυτοί οι νόμοι συσχετίζουν την πυκνότητα ροής των μορίων με τη διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ των δύο μέσων που διαχωρίζονται από τη μεμβράνη, τον συντελεστή διάχυσης των μορίων και τη διαπερατότητα της μεμβράνης.

Στη συνέχεια, μερικές περιπτώσεις κυτταρικής διάχυσης θα παραδειχθούν.

Παραδείγματα διάχυσης

1. Η διέλευση οξυγόνου στις πνευμονικές κυψελίδες.
2. Νευρικοί παλμοί, που περιλαμβάνουν ιόντα νατρίου και καλίου κατά μήκος της μεμβράνης των αξόνων.
3. Εάν ληφθεί ένα ζεύγος διαχύτη που αποτελείται από δύο μέταλλα που έρχονται σε επαφή κατά μήκος των προσώπων τους και η θερμοκρασία φθάσει κάτω από το σημείο τήξης, θα επαληθευτεί ότι η σύνθεση έχει αλλάξει: τα άτομα νικελίου έχουν λιώσει προς τον χαλκό.
4. Η θέρμανση και η αλλαγή χρώματος ενός φλιτζανιού καφέ όταν προστίθεται μια καλή αναλογία κρύου γάλακτος.
5. Η είσοδος της γλυκόζης στα ερυθρά αιμοσφαίρια, που προέρχονται από το έντερο.
6. Σε μια εκβολή, υπάρχει μια λιγότερο πυκνή διάχυση του νερού του ποταμού που ρέει πάνω από το θαλασσινό νερό.
7. Εάν βάλετε μια κουταλιά της σούπας ζάχαρη σε ένα ποτήρι νερό, τα μόρια της σακχαρόζης διαχέονται μέσω του νερού.
8. Η διάχυση των αερίων μπορεί να φανεί όταν ένα αρωματικό άτομο μπαίνει σε κλειστό μέρος και όλοι αισθάνονται αμέσως τη μυρωδιά. Το ίδιο συμβαίνει όταν κάποιος καπνίζει σε εσωτερικούς χώρους.

Τι είναι η όσμωση;

Το κύριο χαρακτηριστικό της ημι-διαπερατής μεμβράνης που προκαλεί τη διαδικασία της ώσμωση είναι ότι επιτρέπει τη διέλευση του διαλύτη, αλλά όχι τη διαλυμένη ουσία: περιέχει πόρους μοριακού μεγέθους που αποδίδουν αυτά τα χαρακτηριστικά.

Με αυτόν τον τρόπο, παρατηρείται ότι ο διαλύτης τείνει να διέρχεται μέσω της μεμβράνης προς την κατεύθυνση του διαλύματος του οποίου η συγκέντρωση είναι υψηλότερη, που καταλήγει να παράγει ότι η ποσότητα του διαλύτη αυξάνεται στο πιο συμπυκνωμένο μέρος και μειώνεται στο λιγότερο συμπυκνωμένο μέρος. Αυτή είναι μια διαδικασία που επαναλαμβάνεται έως ότου η υδροστατική πίεση εξισορροπήσει την τάση.

Επειδή είναι σημαντικό;

Η διαλυτότητα της διαλυμένης ουσίας στον διαλύτη και η φύση της μεμβράνης που θα χρησιμοποιηθεί είναι οι θεμελιώδεις παράγοντες που καθορίζουν την αποτελεσματικότητα της οσμωτικής διαδικασίας: η λεγόμενη «διαλυτότητα» καθορίζεται από τους χημικούς δεσμούς που παρουσιάζει κάθε συστατικό του διαλύματος.

Η οσμωτική διαδικασία είναι θεμελιώδης στις βιολογικές διεργασίες όπου το νερό είναι ο διαλύτης, ειδικά σε εκείνες τις διαδικασίες που στοχεύουν στη διατήρηση της ισορροπίας νερού και ηλεκτρολυτών στα ζωντανά όντα, ρυθμίζοντας τα επίπεδα νερού στο κύτταρο ή στο σώμα γενικά: Χωρίς αυτήν τη διαδικασία, δεν θα μπορούσε να υπάρξει ρύθμιση υγρών και απορρόφηση θρεπτικών συστατικών.

Παραδείγματα της διαδικασίας όσμωσης

1. Τα μονοκύτταρα ζωντανά όντα που ζουν σε γλυκό νερό εισέρχονται σε μεγάλες ποσότητες νερού μέσω όσμωσης.
2. Η απορρόφηση νερού από τις ρίζες των φυτικών οργανισμών, η οποία επιτρέπει την ανάπτυξη, συμβαίνει μέσω ενός φαινομένου αυτού του τύπου.
3. Η λήψη νερού από τα επιθηλιακά κύτταρα, από το παχύ έντερο, είναι μια τέτοια διαδικασία.
4. Ένα κοινό πείραμα όσμωσης συνίσταται στη διάσπαση μιας πατάτας, στην τοποθέτηση λίγης ζάχαρης με νερό στο ένα άκρο και σε μια πλάκα με νερό στο άλλο. Η πατάτα δρα ως μεμβράνη, και μετά από λίγο θα φανεί ότι το διάλυμα που είχε ζάχαρη τώρα έχει περισσότερο υγρό.
5. Η ορμόνη ADH που επιτρέπει την επαναπορρόφηση του νερού από τον αγωγό συλλογής στα νεφρά.
6. Η εξάλειψη των πολύ αραιών ούρων με τα οποία τα ψάρια αποβάλλουν το μέγιστο υγρό με την ελάχιστη απώλεια αλάτων.
7. Η αποβολή του νερού μέσω του ιδρώτα στους ανθρώπους γίνεται μέσω της όσμωσης
8. Τα φίλτρα για τον καθαρισμό του νερού λειτουργούν με όσμωση, καθώς κατασκευάζονται με υλικό που επιτρέπει στο νερό να περάσει, αλλά όχι μεγαλύτερα μόρια.