Difūzija un osmoze

Osmoze ir rezultāts difūzija pāri puscaurlaidīgai membrānai. Ja divus atšķirīgas koncentrācijas šķīdumus atdala ar puscaurlaidīgu membrānu, tad šķīdinātājam ir tendence difuzēt membrānu no mazāk koncentrēta uz koncentrētāku šķīdumu. Šis process tiek saukts osmoze. Šūnu līmenī abi procesi ir pasīvā transporta veidi.

Puscaurlaidīgas membrānas ir ļoti plāni materiāla slāņi, kas mazām molekulām, piemēram, skābeklim, ūdenim, oglekļa dioksīdam, amonjakam, glikozei, aminoskābēm utt., Ļauj iziet cauri. Tomēr tie neļauj cauri lielākām molekulām, piemēram, saharozei, olbaltumvielām utt.

Salīdzināšanas tabula

Difūzijas un osmozes salīdzināšanas diagramma

	Difūzija	Osmoze
Kas tas ir?	Difūzija ir daļiņu spontāna pārvietošanās no augstas koncentrācijas zonas uz zemas koncentrācijas zonu. (piemēram, tējas aromatizētājs, kas pārvietojas no karstā ūdens koncentrācijas zonas uz zemu koncentrāciju)	Osmoze ir spontāna ūdens neto kustība pa puscaurlaidīgu membrānu no zemas izšķīdušās vielas apgabala uz koncentrētāku šķīdumu līdz koncentrācijas gradientam. Tas izlīdzina koncentrāciju abās membrānas pusēs.
Process	Difūzija galvenokārt notiek gāzveida stāvoklī vai gāzes molekulās un šķidrās molekulās (piemēram, 2 gāzu molekulas atrodas pastāvīgā kustībā, un, ja tiek noņemta membrāna, kas tās atdala, gāzes sajauksies nejaušu ātrumu dēļ.)	Tas rodas, ja barotnei, kas apņem šūnu, ir augstāka ūdens koncentrācija nekā šūnai. Šūna iegūst ūdeni kopā ar svarīgām molekulām un daļiņām augšanai. Tas notiek arī tad, ja ūdens un daļiņas pārvietojas no vienas šūnas uz otru.
Svarīgums	Radīt enerģiju; Palīdz gāzu apmaiņā elpošanas, fotosintēzes un transpirācijas laikā.	Dzīvniekiem osmoze ietekmē barības vielu sadalījumu un vielmaiņas atkritumu produktu izdalīšanos. Augos osmoze daļēji ir atbildīga par augsnes ūdens absorbciju un šķidruma līmeņa paaugstināšanos augu lapās.
Koncentrācijas slīpums	Pāriet no augstas koncentrācijas gradienta uz zemas koncentrācijas gradientu	Pārvieto uz leju koncentrācijas gradientu
Ūdens	Kustībai nav nepieciešams ūdens	Nepieciešams ūdens kustībai
Piemēri	Smaržas vai gaisa atsvaidzinātājs, kurā gāzes molekulas izkliedējas gaisā, izplatot aromātu.	Ūdens kustība sakņu matu šūnās.

Saturs: difūzija un osmoze

• 1 Osmozes un difūzijas process
• 2 Funkciju atšķirības
• 3 dažādi osmozes un difūzijas veidi
• 4 atsauces

Osmozes un difūzijas process

Izkliedes process. Dažas (sarkanas) daļiņas izšķīdina glāzē ūdens. Sākumā visas daļiņas atrodas viena stikla stūra tuvumā. Kad visas daļiņas nejauši pārvietojas ("izkliedējas") ūdenī, tās galu galā sadalās nejauši un vienmērīgi.

Difūzija notiek, ja daļiņu vai molekulu spontāna neto kustība izplata tās no augstas koncentrācijas zonas uz zemas koncentrācijas zonu caur puscaurlaidīgu membrānu. Tas ir vienkārši izlases veida statistikas rezultāts. Laikam ejot, diferenciālais koncentrācijas gradients starp augsto un zemo samazināsies (kļūs arvien seklāks), līdz koncentrācijas tiks izlīdzinātas.

Difūzija palielina entropiju (nejaušības), samazinot Gibsa brīvo enerģiju, un tāpēc tas ir skaidrs termodinamikas piemērs. Difūzija darbojas Otrās termodinamikas likuma robežās, jo tā parāda dabas tendenci "novākt", meklēt mazāk koncentrētas enerģijas stāvokli, par ko liecina pieaugošā entropija.

Osmoze ir ūdens difūzijas process caur puscaurlaidīgu membrānu. Ūdens molekulas var brīvi iziet cauri šūnu membrānai abos virzienos, vai nu uz iekšu, vai āru, un tādējādi osmoze citu procesu starpā regulē hidratāciju, barības vielu pieplūdumu un atkritumu aizplūšanu..

Osmoze augu šūnā

Piemēram, ja barotnē, kas apņem augu vai dzīvnieku šūnu, ir augstāka ūdens koncentrācija nekā šūnā, šūna osmozes ceļā iegūs ūdeni. Kopējais rezultāts ir tāds, ka šūnā nonāk ūdens, un šūna, iespējams, hidratējas un uzbriest. Ja barotnei ir zemāka ūdens koncentrācija nekā šūnai, osmozes dēļ tā zaudēs ūdeni, jo šoreiz no šūnas izdalās vairāk ūdens, nekā tajā nonāk. Tāpēc šūna saruks. Ja ūdens koncentrācija barotnē ir tieši tāda pati, šūna paliks tāda pati, kamēr koncentrācijas bilance saglabāsies. Katrā situācijā šķīdinātājs pārvietojas no mazāk koncentrēta (hipotoniska) uz koncentrētāku (hipertonisku) šķīdumu, kam ir tendence samazināt koncentrācijas atšķirības (izlīdzināšana)..

Funkcijas atšķirības

Kamēr osmoze ietekmē barības vielu sadalījumu un vielmaiņas atkritumu produktu izdalīšanos dzīvniekiem; augos osmoze daļēji ir atbildīga par augsnes ūdens absorbciju un šķidruma līmeņa paaugstināšanos augu lapās.

Difūzija var notikt caur šūnu membrānu, un membrāna pieļauj mazas molekulas, piemēram, ūdens (H₂O), skābeklis (O₂), oglekļa dioksīds (CO₂), un citiem, kam viegli iziet cauri. Tātad, kamēr osmoze palīdz augiem absorbēt ūdeni un citus šķidrumus, difūzija palīdz citām molekulām iziet cauri un tādējādi abām sekmē fotosintēzes procesu. Abi procesi palīdz augiem radīt enerģiju un citas svarīgas barības vielas.

Dažādi osmozes un difūzijas veidi

Osmotiskais efekts dažādu šķīdumu uz asins šūnām

Tie divi osmozes veidi ir:

• Apgrieztā osmoze: Osmotiskais spiediens nosaka, kurā brīdī diferenciāļa gradients starp augstu un zemu izšķīdušo vielu izraisa osmozi. Apgrieztā osmozes gadījumā palielināts tilpuma vai atmosfēras spiediens "izstumj" augstākas izšķīdušās daļiņas gar membrānu, pārvarot plaisu, kas var rasties, ja osmotiskais spiediens neļaus difūzijai caur membrānu. Šo procesu bieži izmanto, lai filtrētu piemaisījumu ūdeni, kad to koncentrācija ir pārāk zema regulārai osmozei, taču joprojām ir nepieciešams tīrāks ūdens, tāpat kā atsāļošanas un farmaceitiskās operācijās..

• Uz priekšu Osmoze: Atšķirībā no reversās osmozes, kas notiek no augstām līdz zemām koncentrācijām, priekšējā osmoze liek zemu šķīdušo daļiņu daļai pāriet uz augstāku izšķīdušo vielu - būtībā pretēju parastajam osmotiskajam procesam. Kamēr apgrieztā osmoze "nospiež" daļiņas, priekšējā osmoze tās "ievelk", iegūstot tīrāku ūdeni.

difūzijas veidi ir:

• Virsmas difūzija: Redzēts pēc pulverveida vielu pilināšanas uz šķidruma virsmas.

• Brauna kustība: Izlases veida kustība, kas novērota mikroskopā, daļiņām izlaižot, slīdot un švīkstot šķidrumā.

• Kolektīva difūzija: Liela skaita daļiņu difūzija šķidrumā, kas paliek neskarta vai mijiedarbojas ar citām daļiņām.

• Osmoze: Ūdens difūzija caur šūnu membrānu.

• Izsvīdums: Notiek kā gāze izkliedējas caur maziem caurumiem.

• Elektronu difūzija: Elektronu kustība, kas izraisa elektrisko strāvu.

• Atvieglota difūzija: Jonu vai molekulu spontāna pasīva transportēšana pa šūnas membrānu (atšķirīga, jo notiek ārpus osmozes aktīvās fāzes vai starpšūnu difūzijas).

• Gāzu difūzija: Izmanto galvenokārt ar urāna heksafluorīdu, lai iegūtu bagātinātu urānu kodolreaktoru un ieroču ražošanai.

• Knudsena difūzija: Mainīgs daļiņu interaktivitātes pasākums membrānas porās, kas saistīts ar daļiņas lielumu un poras garumu un diametru.

• Momentum difūzija: Impulsa izplatība starp daļiņām galvenokārt šķidrumos, ko ietekmē šķidruma viskozitāte (augstāka viskozitāte = augstāka impulsa difūzija).

• Fotonu difūzija: Fotonu kustība materiālā, pēc tam izkliedēšana, kad tie atlec no dažāda blīvuma. Izmanto medicīniskos testos kā difūzu optisko attēlveidošanu.

• Apgrieztā difūzija: Līdzīgi kā priekšējā osmoze, ar mazu koncentrāciju pārejot uz augstu, bet tas attiecas uz daļiņu, ne tikai ūdens, atdalīšanos.

• Pašdifūzija: Koeficients, kas mēra, cik liela difūzija būs daļiņu tipam, ja ķīmiskais gradients ir nulle (neitrāls vai līdzsvarots).

Atsauces

• Wikipedia: difūzija
• Wikipedia: Osmoze
• Difūzija - Hiperfizika