Difusioon ja osmoos

Osmoos on difusioon üle poolläbilaskva membraani. Kui kahte erineva kontsentratsiooniga lahust eraldab poolläbilaskev membraan, siis hajub lahusti difundeeruma läbi membraani vähem kontsentreeritud kontsentreeritumast lahusest. Seda protsessi nimetatakse osmoos. Rakutasandil on mõlemad protsessid passiivse transpordi tüübid.

Poolläbilaskvad membraanid on väga õhukesed kihid, mis võimaldavad väikestel molekulidel, nagu hapnik, vesi, süsinikdioksiid, ammoniaak, glükoos, aminohapped jne, läbi pääseda. Kuid need ei lase suurematel molekulidel, nagu sahharoos, valk jne, läbi pääseda.

Võrdlusdiagramm

Diffusiooni ja osmoosi võrdlustabel

	Difusioon	Osmoos
Mis see on?	Difusioon on osakeste spontaanne liikumine kõrge kontsentratsiooniga alalt madala kontsentratsiooniga alale. (nt tee lõhna- ja maitseained, mis liiguvad kuuma veega kõrgelt madala kontsentratsiooniga piirkonnast.)	Osmoos on vee spontaanne neto liikumine läbi poolläbilaskva membraani madala lahustunud aine kontsentratsiooniga piirkonnast kontsentreeritud lahusesse kuni kontsentratsioonigradiendi. See võrdsustab kontsentratsioonid membraani mõlemal küljel.
Protsess	Difusioon toimub peamiselt gaasilises olekus või gaasimolekulide ja vedelate molekulide sees (nt. 2 gaasi molekulid on pidevas liikumises ja kui neid eraldav membraan eemaldatakse, segunevad gaasid juhuslike kiiruste tõttu.)	See ilmneb siis, kui raku ümbritseval söötmel on suurem vee kontsentratsioon kui rakul. Rakk võtab kasvu jaoks vett koos oluliste molekulide ja osakestega. See ilmneb ka siis, kui vesi ja osakesed liiguvad ühest rakust teise.
Tähtsus	Energia loomiseks; Aitab gaaside vahetuses hingamise, fotosünteesi ja transpiratsiooni ajal.	Loomadel mõjutab osmoos toitainete jaotumist ja ainevahetusjäätmete eraldumist. Taimedes vastutab osmoos osaliselt mullavee imendumise ja vedeliku tõusu eest taime lehtedele.
Kontsentratsiooni gradient	Liigub kõrge kontsentratsiooni gradiendilt madala kontsentratsiooni gradiendile	Nihutab kontsentratsioonigradienti allapoole
Vesi	Ei vaja liikumiseks vett	Vajab liikumiseks vett
Näited	Parfüüm või õhuvärskendaja, kus gaasimolekulid levivad aroomi levides õhku.	Vee liikumine juurekarva rakkudesse.

Sisu: difusioon ja osmoos

• 1 Osmoosi ja difusiooni protsess
• 2 Funktsioonide erinevused
• 3 erinevat tüüpi osmoosi ja difusiooni
• 4 viidet

Osmoosi ja difusiooni protsess

Difusiooniprotsess. Mõned osakesed (punased) lahustatakse klaasi vees. Algselt on kõik osakesed ühe klaasi nurga lähedal. Kui osakesed kõik juhuslikult vees liiguvad ("hajuvad"), jaotuvad nad lõpuks juhuslikult ja ühtlaselt.

Difusioon toimub siis, kui osakeste või molekulide spontaanne võrguliikumine levib need poolläbilaskva membraani kaudu kõrge kontsentratsiooniga alalt madala kontsentratsiooniga alale. See on lihtsalt juhusliku liikumise statistiline tulemus. Aja edenedes väheneb kõrge ja madala kontsentratsiooni erinev gradient (muutub üha madalamaks), kuni kontsentratsioonid on võrdsustatud.

Difusioon suurendab entroopiat (juhuslikkust), vähendades Gibbsi vaba energiat ja on seetõttu termodünaamika selge näide. Difusioon toimib termodünaamika teise seaduse piirides, kuna see näitab looduse kalduvust "tuule alla" pöörduda vähem kontsentreeritud energia seisundi poole, mida näitab kasvav entroopia.

Osmoos on vee difusiooni protsess läbi poolläbilaskva membraani. Veemolekulid pääsevad vabalt läbi rakumembraani mõlemas suunas, kas sisse või välja, ning seega reguleerib osmoos muude protsesside hulgas ka hüdratsiooni, toitainete sissevoolu ja jäätmete väljavoolu.

Osmoos taimerakus

Näiteks kui taime või looma rakke ümbritseval söötmel on kõrgem vee kontsentratsioon kui rakul, siis saab rakk vett osmoosi teel. Üldine tulemus on see, et vesi siseneb rakku ja rakk tõenäoliselt hüdreerub ja paisub. Kui söötme vee kontsentratsioon on madalam kui raku, kaotab see osmoosi teel vett, kuna seekord lahkub rakust rohkem vett kui sinna siseneb. Seetõttu kahaneb rakk. Kui vee kontsentratsioon söötmes on täpselt sama, jääb lahter samaks, kuni kontsentratsiooni tasakaal püsib. Igas olukorras toimub lahusti liikumine vähem kontsentreeritud (hüpotoonilisest) kontsentreeritumast (hüpertoonilisest) lahusest, mis kipub vähendama kontsentratsiooni erinevust (tasakaalustamine).

Funktsioonide erinevused

Kuigi osmoos mõjutab toitainete jaotumist ja ainevahetusjäätmete eraldumist loomadel; taimedes vastutab osmoos osaliselt mullavee imendumise ja vedeliku tõusu eest taime lehtedele.

Difusioon võib toimuda läbi rakumembraani ja membraan võimaldab väikesi molekule nagu vesi (H₂O), hapnik (O₂), süsinikdioksiid (CO₂) ja teised, et neid hõlpsalt läbida. Ehkki osmoos aitab taimedel vett ja muid vedelikke imada, aitab difusioon teistel molekulidel läbi pääseda ja hõlbustab mõlemad fotosünteesi protsessi. Mõlemad protsessid aitavad taimedel luua energiat ja muid olulisi toitaineid.

Erinevad osmoosi ja difusiooni tüübid

Osmootne toime vererakkude erinevate lahuste sisaldus

Kaks tüüpi osmoosi on:

• Pöördosmoos: Osmootne rõhk määratleb, millisel hetkel vallandub kõrge ja madala lahustunud aine vaheline gradient osmoosi. Pöördosmoosi korral tõukavad suurenenud ruumala- või atmosfäärirõhk kõrgemad lahustunud osakesed membraanist mööda, ületades tühiku, mis võib tekkida siis, kui osmootne rõhk ei võimalda difusiooni läbi membraani. Seda protsessi kasutatakse sageli lisandite vee filtreerimiseks, kui nende kontsentratsioon on tavalise osmoosi jaoks liiga madal, kuid ikkagi on vaja puhtamat vett, nagu näiteks magestamise ja farmaatsiatoimingute korral..

• Edasi osmoos: Erinevalt pöördosmoosist, mis ulatub kõrgetest madalatest kontsentratsioonidest, sunnib edasi osmoos madala lahustunud osakesed liikuma kõrgemasse lahustunud olekusse - sisuliselt tavalise osmootse protsessi vastandini. Kui pöördosmoos "surub" osakesi, siis edasiosmoos "tõmbab" neid sisse, mille tulemuseks on puhtam vesi.

difusiooni tüübid on:

• Pinna difusioon: Vaadatud pärast pulbriliste ainete tilkumist vedeliku pinnale.

• Browni liikumine: Mikroskoobi all täheldatud juhuslik liikumine, kui osakesed vedelikus libisevad, libisevad ja lohisevad.

• Kollektiivne difusioon: Suure hulga osakeste difusioon vedelikus, mis jäävad puutumatuks või interakteeruvad teiste osakestega.

• Osmoos: Vee difusioon läbi rakumembraani.

• Effusioon: Juhtub, kui gaas hajub läbi väikeste aukude.

• Elektronide difusioon: Elektronide liikumine, mis põhjustab elektrivoolu.

• Hõlbustatud difusioon: Ioonide või molekulide spontaanne passiivne transport rakumembraanil (erinev seetõttu, et see toimub väljaspool osmoosi aktiivset faasi või rakusisest difusiooni).

• Gaasiline difusioon: Kasutatakse peamiselt uraanheksafluoriidiga tuumareaktorite ja relvade rikastatud uraani tootmiseks.

• Knudseni difusioon: Osakeste interaktiivsuse muutuv suurus membraani poorides, sõltuvalt osakese suurusest ning pooride pikkusest ja läbimõõdust.

• Hetke difusioon: Impulsi levimine osakeste vahel, peamiselt vedelikes, mõjutatud vedeliku viskoossusest (suurem viskoossus = suurem impulsi difusioon).

• Footoni difusioon: Footonite liikumine materjalis, seejärel hajuvus, kui nad põrkuvad erineva tihedusega tehasest sisse. Kasutatakse meditsiinilistes testides hajusa optilise pildina.

• Diffusioon vastupidine: Sarnane edasi-tagasi osmoosiga, madala kontsentratsiooniga liikudes kõrgele, kuid viitab osakeste, mitte ainult vee eraldamisele.

• Enesehajumine: Koefitsient, mis mõõdab seda, kui palju hajuvust teatud tüüpi osakestel on, kui keemiline gradient on null (neutraalne või tasakaalustatud).

Viited

• Vikipeedia: levitamine
• Vikipeedia: osmoos
• Difusioon - Hüperfüüsika