Diffusie en osmose

Osmose is het resultaat van verspreiding over een semi-permeabel membraan. Als twee oplossingen van verschillende concentratie worden gescheiden door een semi-permeabel membraan, zal het oplosmiddel de neiging hebben om door het membraan te diffunderen van de minder geconcentreerde naar de meer geconcentreerde oplossing. Dit proces wordt genoemd osmose. Op cellulair niveau zijn beide processen soorten passief transport.

Semipermeabele membranen zijn zeer dunne lagen materiaal die kleine moleculen, zoals zuurstof, water, koolstofdioxide, ammoniak, glucose, aminozuren, enz. Doorlaten. Ze laten echter niet toe dat grotere moleculen, zoals sucrose, eiwitten, enz. Passeren.

Vergelijkingstabel

Diffusie versus Osmose vergelijkingstabel

	verspreiding	Osmose
Wat is het?	Diffusie is een spontane beweging van deeltjes van een gebied met hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. (bijv. thee aroma's verplaatsen van een gebied met hoge naar lage concentratie in heet water.)	Osmose is de spontane netto beweging van water over een semipermeabel membraan van een gebied met een lage opgeloste stofconcentratie naar een meer geconcentreerde oplossing, een concentratiegradiënt hoger. Dit egaliseert de concentraties aan beide zijden van het membraan.
Werkwijze	Diffusie vindt voornamelijk plaats in gasvormige toestand of in gasmoleculen en vloeibare moleculen (bijvoorbeeld: de moleculen van 2 gassen zijn in constante beweging en als het membraan dat ze scheidt wordt verwijderd, zullen de gassen zich vermengen vanwege willekeurige snelheden.)	Het treedt op wanneer het medium dat de cel omringt een hogere waterconcentratie heeft dan de cel. De cel krijgt water samen met belangrijke moleculen en deeltjes voor groei. Het komt ook voor wanneer water en deeltjes van de ene cel naar de andere gaan.
Belang	Om energie te creëren; Helpt bij het uitwisselen van gassen tijdens ademhaling, fotosynthese en transpiratie.	Bij dieren beïnvloedt osmose de verdeling van voedingsstoffen en de afgifte van metabole afvalproducten. In planten is osmose gedeeltelijk verantwoordelijk voor de absorptie van grondwater en voor de verhoging van de vloeistof naar de bladeren van de plant.
Concentratiegradiënt	Gaat van een hoge concentratie gradiënt naar een lage concentratie gradiënt	Verlaagt concentratiegradiënt
Water	Heeft geen water nodig om te bewegen	Heeft water nodig voor beweging
Voorbeelden	Parfum of luchtverfrisser waarbij de gasmoleculen in de lucht diffunderen en het aroma verspreiden.	Beweging van water in haarwortels.

Inhoud: Diffusie en osmose

• 1 Proces van osmose versus diffusie
• 2 verschillen in functie
• 3 verschillende soorten osmose en diffusie
• 4 Referenties

Proces van osmose versus diffusie

Het proces van diffusie. Sommige deeltjes (rood) worden opgelost in een glas water. Aanvankelijk bevinden de deeltjes zich allemaal in de buurt van één hoek van het glas. Wanneer de deeltjes willekeurig in het water rondgaan ("diffuus"), worden ze uiteindelijk willekeurig en uniform verdeeld.

Diffusie vindt plaats wanneer de spontane netto beweging van deeltjes of moleculen hen vanuit een gebied met hoge concentratie naar een gebied met lage concentratie verspreidt via een semi-permeabel membraan. Het is gewoon de statistische uitkomst van willekeurige beweging. Naarmate de tijd voortschrijdt, zal de differentiële gradiënt van concentraties tussen hoog en laag dalen (wordt steeds oppervlakkiger) totdat de concentraties gelijk zijn.

Diffusie verhoogt de entropie (willekeurigheid), waardoor de Gibbs-vrije energie afneemt, en is daarom een ​​duidelijk voorbeeld van de thermodynamica. Verspreiding werkt binnen de grenzen van de Tweede Wet van de Thermodynamica omdat het de neiging van de natuur toont om te "ontspannen", om een ​​staat van minder geconcentreerde energie te zoeken, zoals blijkt uit toenemende entropie.

Osmose is het proces van diffusie van water over een semipermeabel membraan. Watermoleculen zijn vrij om het celmembraan in beide richtingen te passeren, hetzij in of uit, en dus regelt osmose de hydratatie, de toevoer van voedingsstoffen en de uitstroom van afvalstoffen, naast andere processen.

Osmose in een plantencel

Als het medium dat de plant of dierlijke cel omringt bijvoorbeeld een hogere waterconcentratie heeft dan de cel, krijgt de cel water door osmose. Het algemene resultaat is dat water de cel binnenkomt en de cel waarschijnlijk hydrateert en zwelt. Als het medium een ​​lagere concentratie water heeft dan de cel, verliest het water door osmose, omdat er dit keer meer water de cel verlaat dan het binnenkomt. Daarom zal de cel krimpen. Als de waterconcentratie in het medium precies hetzelfde is, blijft de cel op dezelfde hoogte terwijl dat concentratie-evenwicht overblijft. In elke situatie is de beweging van het oplosmiddel van de minder geconcentreerde (hypotone) naar de meer geconcentreerde (hypertone) oplossing, die ertoe neigt het concentratieverschil te verminderen (egalisatie).

Verschillen in functie

Terwijl osmose beïnvloedt de verdeling van voedingsstoffen en de afgifte van metabole afvalproducten bij dieren; in planten is osmose gedeeltelijk verantwoordelijk voor de absorptie van grondwater en voor de verhoging van de vloeistof naar de bladeren van de plant.

Diffusie kan plaatsvinden door een celmembraan en het membraan maakt kleine moleculen zoals water mogelijk (H.₂O), zuurstof (O₂), koolstofdioxide (CO₂) en anderen gemakkelijk door te laten. Dus terwijl osmose de planten helpt bij het absorberen van water en andere vloeistoffen, helpt diffusie andere moleculen door te laten en dus beide het fotosyntheseproces te vergemakkelijken. Beide processen helpen planten energie en andere belangrijke voedingsstoffen te creëren.

Verschillende soorten osmose en diffusie

Osmotisch effect van verschillende oplossingen op bloedcellen

De twee soorten osmose zijn:

• Omgekeerde osmose: De osmotische druk bepaalt op welk punt een differentiële gradiënt tussen hoge en lage opgeloste stof osmose veroorzaakt. Bij omgekeerde osmose zal een verhoogde volumetrische of atmosferische druk de hogere opgeloste deeltjes voorbij het membraan "duwen" en de kloof overbruggen die kan bestaan ​​wanneer de osmotische druk diffusie door het membraan niet toelaat. Dit proces wordt vaak gebruikt om water van onzuiverheden te filteren wanneer hun concentraties te laag zijn voor reguliere osmose, maar er is nog steeds schoner water nodig, zoals bij ontzilting en farmaceutische operaties.

• Voorwaartse osmose: Anders dan omgekeerde osmose, die van hoge naar lage concentraties gaat, dwingt voorwaartse osmose lage opgeloste deeltjes om naar een hogere opgeloste stof te bewegen - in wezen het tegenovergestelde van het normale osmotische proces. Terwijl omgekeerde osmose deeltjes "duwt", brengt voorwaartse osmose ze "naar binnen", wat resulteert in schoner water.

De soorten diffusie zijn:

• Oppervlakte diffusie: Gezien na het laten vallen van poedervormige stoffen op het oppervlak van een vloeistof.

• Brownse beweging: De willekeurige beweging waargenomen onder een microscoop als deeltjes overslaan, uitglijden en in een vloeistof dartelen.

• Collectieve diffusie: De diffusie van een groot aantal deeltjes in een vloeistof die intact blijft of interageert met andere deeltjes.

• Osmose: De diffusie van water door een celmembraan.

• uitstorting: Gebeurt als een gas verspreidt zich door kleine gaten.

• Elektronen diffusie: De beweging van elektronen resulteert in elektrische stroom.

• Gefaciliteerde diffusie: Spontaan passief transport van ionen of moleculen door een celmembraan (anders omdat het buiten de actieve fase van osmose of intracellulaire diffusie plaatsvindt).

• Gasachtige diffusie: Wordt voornamelijk gebruikt met uraniumhexafluoride voor de productie van verrijkt uranium voor kernreactoren en wapens.

• Knudsen-diffusie: Een variabele maat voor interactiviteit van deeltjes binnen een membraanporie, gerelateerd aan de deeltjesgrootte en de lengte en diameter van de porie.

• Momentum diffusie: De spreiding van het momentum tussen deeltjes hoofdzakelijk in vloeistoffen, beïnvloed door de viscositeit van de vloeistof (hogere viscositeit = hogere impulsdiffusie).

• Fotondiffusie: Beweging van fotonen in een materiaal, dan verstrooiing terwijl ze weerkaatsen van verschillende dichtheden binnenin. Gebruikt in medische tests als diffuse optische beeldvorming.

• Omgekeerde diffusie: Vergelijkbaar met voorwaartse osmose, met een lage concentratie die naar hoog gaat, maar verwijst naar een scheiding van deeltjes, niet alleen water.

• Zelfdiffusie: Een coëfficiënt die meet hoeveel diffusie een deeltje heeft wanneer de chemische gradiënt nul is (neutraal of gebalanceerd).

Referenties

• Wikipedia: verspreiding
• Wikipedia: Osmose
• verspreiding - HyperPhysics