Diffusione e Osmosi

Osmosi è il risultato di diffusione attraverso una membrana semipermeabile. Se due soluzioni di diversa concentrazione sono separate da una membrana semipermeabile, il solvente tenderà a diffondersi attraverso la membrana dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata. Questo processo è chiamato osmosi. A livello cellulare, entrambi i processi sono tipi di trasporto passivo.

Le membrane semipermeabili sono strati di materiale molto sottili che consentono il passaggio di piccole molecole, come ossigeno, acqua, anidride carbonica, ammoniaca, glucosio, aminoacidi, ecc. Tuttavia, non consentono il passaggio di molecole più grandi, come saccarosio, proteine ​​ecc.

Grafico comparativo

Tabella di confronto tra diffusione e Osmosi

	Diffusione	Osmosi
Che cos'è?	La diffusione è un movimento spontaneo di particelle da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione. (ad esempio aroma di tè che si muove da un'area ad alta o bassa concentrazione in acqua calda).	L'osmosi è il movimento netto spontaneo dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile da una regione a bassa concentrazione di soluto a una soluzione più concentrata, su un gradiente di concentrazione. Questo equalizza le concentrazioni su entrambi i lati della membrana.
Processi	La diffusione avviene principalmente allo stato gassoso o all'interno di molecole di gas e molecole liquide (ad esempio le molecole di 2 gas sono in costante movimento e se la membrana che le separa viene rimossa i gas si mescoleranno a causa di velocità casuali).	Si verifica quando il mezzo che circonda la cella ha una concentrazione di acqua più elevata rispetto alla cella. La cellula guadagna acqua insieme a importanti molecole e particelle per la crescita. Si verifica anche quando l'acqua e le particelle si spostano da una cellula all'altra.
Importanza	Per creare energia; Aiuta nello scambio di gas durante la respirazione, la fotosintesi e la traspirazione.	Negli animali, l'osmosi influenza la distribuzione di nutrienti e il rilascio di prodotti di scarto metabolici. Nelle piante, l'osmosi è parzialmente responsabile dell'assorbimento delle acque del suolo e dell'elevazione del liquido alle foglie della pianta.
Gradiente di concentrazione	Passa da un gradiente di concentrazione elevato a un gradiente di concentrazione basso	Sposta il gradiente di concentrazione
acqua	Non ha bisogno di acqua per il movimento	Ha bisogno di acqua per il movimento
Esempi	Profumo o deodorante per ambienti in cui le molecole di gas si diffondono nell'aria diffondendo l'aroma.	Movimento dell'acqua nelle cellule ciliate della radice.

Contenuto: diffusione e osmosi

• 1 processo di osmosi contro diffusione
• 2 differenze nella funzione
• 3 diversi tipi di osmosi e diffusione
• 4 riferimenti

Processo di osmosi contro diffusione

Il processo di diffusione. Alcune particelle (rosse) vengono sciolte in un bicchiere d'acqua. Inizialmente, le particelle sono tutte vicine a un angolo del vetro. Quando le particelle si muovono tutte in modo casuale ("diffuse") nell'acqua, alla fine si distribuiscono in modo casuale e uniforme.

La diffusione avviene quando il movimento netto spontaneo di particelle o molecole li diffonde da un'area ad alta concentrazione a un'area di bassa concentrazione attraverso una membrana semipermeabile. È semplicemente il risultato statistico del movimento casuale. Col passare del tempo, il gradiente differenziale delle concentrazioni tra alto e basso diminuirà (diventerà sempre più basso) fino a quando le concentrazioni non saranno equalizzate.

La diffusione aumenta l'entropia (casualità), diminuendo l'energia libera di Gibbs, e quindi è un chiaro esempio di termodinamica. La diffusione opera entro i confini della Seconda Legge della Termodinamica perché dimostra la tendenza della natura a "rilassarsi", a cercare uno stato di energia meno concentrata, come evidenziato dall'aumento dell'entropia.

L'osmosi è il processo di diffusione dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile. Le molecole d'acqua sono libere di attraversare la membrana cellulare in entrambe le direzioni, dentro o fuori, e quindi l'osmosi regola l'idratazione, l'afflusso di sostanze nutritive e il deflusso di rifiuti, tra gli altri processi.

Osmosi in una cellula vegetale

Ad esempio, se il mezzo che circonda la cellula vegetale o animale ha una concentrazione di acqua più elevata della cellula, allora la cellula acquisterà acqua per osmosi. Il risultato complessivo è che l'acqua entra nella cellula e la cellula è probabile che si idrateri e si gonfino. Se il mezzo ha una minore concentrazione di acqua rispetto alla cellula, perderà acqua per osmosi poiché questa volta più acqua lascia la cellula che entrarci. Pertanto la cella si restringerà. Se la concentrazione di acqua nel mezzo è esattamente la stessa, la cella rimarrà della stessa dimensione mentre il bilancio di concentrazione rimane. In ogni situazione, il movimento del solvente è dalla soluzione meno concentrata (ipotonica) a quella più concentrata (ipertonica), che tende a ridurre la differenza di concentrazione (equalizzazione).

Differenze nella funzione

Mentre osmosi influenza la distribuzione di nutrienti e il rilascio di prodotti di scarto metabolici negli animali; nelle piante, l'osmosi è parzialmente responsabile dell'assorbimento delle acque del suolo e dell'elevazione del liquido alle foglie della pianta.

La diffusione può avvenire attraverso una membrana cellulare e la membrana consente a piccole molecole come l'acqua (H₂O), ossigeno (O₂), diossido di carbonio (CO₂), e altri da passare facilmente. Quindi, mentre l'osmosi aiuta le piante ad assorbire acqua e altri liquidi, la diffusione aiuta altre molecole a passare e quindi facilitano entrambi il processo di fotosintesi. Entrambi i processi aiutano le piante a creare energia e altri importanti nutrienti.

Diversi tipi di osmosi e diffusione

Effetto osmotico di diverse soluzioni su cellule del sangue

Il due tipi di osmosi siamo:

• Osmosi inversa: La pressione osmotica definisce in quale punto un gradiente differenziale tra alto e basso soluto innesca l'osmosi. Nell'osmosi inversa, l'aumento della pressione volumetrica o atmosferica "spinge" le particelle più elevate di soluto oltre la membrana, superando la lacuna che può esistere quando la pressione osmotica non consentirà la diffusione attraverso la membrana. Questo processo viene spesso utilizzato per filtrare l'acqua dalle impurità quando le loro concentrazioni sono troppo basse per l'osmosi regolare, ma è ancora necessaria acqua più pulita, come nella dissalazione e nelle operazioni farmaceutiche.

• Osmosi in avanti: A differenza dell'osmosi inversa, che va da alte a basse concentrazioni, l'osmosi diretta costringe le particelle a basso soluto a muoversi verso un soluto più elevato - in sostanza, l'opposto del normale processo osmotico. Mentre l'osmosi inversa "spinge" le particelle, l'osmosi diretta "le attira" con conseguente acqua più pulita.

Il tipi di diffusione siamo:

• Diffusione superficiale: Visto dopo aver fatto cadere delle sostanze in polvere sulla superficie di un liquido.

• Moto browniano: Il movimento casuale osservato al microscopio mentre le particelle salta, scivolano e guizzano all'interno di un liquido.

• Diffusione collettiva: La diffusione di un gran numero di particelle all'interno di un liquido che rimane intatto o interagisce con altre particelle.

• Osmosi: La diffusione dell'acqua attraverso una membrana cellulare.

• Versamento: Accade quando un gas si disperde attraverso piccoli fori.

• Diffusione di elettroni: Il movimento degli elettroni con conseguente corrente elettrica.

• Diffusione facilitata: Trasporto passivo spontaneo di ioni o molecole attraverso una membrana cellulare (diverso perché avviene al di fuori della fase attiva di osmosi o diffusione intracellulare).

• Diffusione gassosaUtilizzato principalmente con esafluoruro di uranio per produrre uranio arricchito per reattori nucleari e armi.

• Diffusione di Knudsen: Una misura variabile dell'interattività delle particelle all'interno di un poro della membrana, in relazione alle dimensioni della particella e alla lunghezza e al diametro del poro.

• Diffusione del momento: La diffusione del momento tra le particelle principalmente nei liquidi, influenzato dalla viscosità del liquido (maggiore viscosità = maggiore diffusione del momento).

• Diffusione di fotoni: Movimento di fotoni all'interno di un materiale, quindi scattering mentre rimbalzano fuori da diverse densità all'interno. Utilizzato nei test medici come imaging ottico diffuso.

• Diffusione inversa: Simile all'osmosi diretta, con bassa concentrazione che si sposta verso l'alto, ma si riferisce a una separazione di particelle, non solo acqua.

• Self-diffusion: Un coefficiente che misura la quantità di diffusione di un tipo di particella quando il gradiente chimico è zero (neutro o bilanciato).

Riferimenti

• Wikipedia: diffusione
• Wikipedia: Osmosi
• Diffusione - HyperPhysics