Difuziune

Difuziunea este un proces prin care moleculele unui material se deplasează dintr-o zonă de concentrație ridicată (unde există multe molecule) într-o zonă de concentrație scăzută (unde există mai puține molecule) până când se ajunge la echilibru (moleculele sunt răspândite uniform).

Difuziunea are loc, de obicei, într-o soluție în gaz sau într-un lichid. Este posibil să se observe difuzia atunci când două lichide sunt amestecate într-un recipient transparent. Aceasta descrie mișcarea constantă a particulelor în toate lichidele și gazele. Aceste particule se deplasează în toate direcțiile, ciocnindu-se unele de altele. Difuzia poate funcționa numai în cazul gazelor și al lichidelor.

Exemple

• Un cub de zahăr este lăsat într-un pahar cu apă pentru o perioadă de timp.
• Mirosul de amoniac se răspândește din fața clasei până în spatele acesteia.
• Aburii de parfum se ridică din flacon atunci când se scoate capacul.
• Colorantul alimentar aruncat pe pahar se împrăștie.
• mirosul de mâncare s-a răspândit în toată casa

Moleculele tind să se deplaseze din locurile cu concentrație mare în cele cu concentrație mică, pur și simplu prin deplasare aleatorie. De exemplu, în plămâni există mai mult oxigen decât în sânge, astfel încât moleculele de oxigen vor avea tendința de a se muta în sânge. În mod similar, există mai multe molecule de dioxid de carbon în sânge decât în plămâni, astfel încât moleculele de dioxid de carbon vor avea tendința de a se muta în plămâni. Acest lucru se întâmplă în biologia celulară, unde moleculele mici difuzează pur și simplu prin membrana celulară, dar moleculele mai mari trec doar prin utilizarea energiei: a se vedea transport activ.

Mișcarea aleatorie a moleculelor de fluid le face să se împrăștie până când o graniță le oprește.

Difuzia este un proces pasiv, prin urmare nu necesită energie, deoarece are loc pe un gradient de concentrație.

Rata de difuzie

Difuzarea este afectată de:

• gradientul de concentrație - difuzia va fi mai mare acolo unde gradientul este mai mare
• temperaturile - difuzia va avea loc mai repede atunci când temperaturile sunt mai ridicate, deoarece există mai multă energie cinetică
• suprafața - difuzia va fi mai mare acolo unde aceasta este mai mare
• distanța de difuzie - difuzia va fi mai mare în cazul în care distanța de difuzie este mică

Suprafața și volumul

În cazul organismelor unicelulare mici, simpla difuzie poate schimba moleculele suficient de rapid pentru a le menține în viață. Un raport mare între suprafață și volum ajută.

Cu toate acestea, pentru organismele multicelulare, simpla difuzie nu este suficientă. Acestea trebuie să deplaseze mai multe materiale pe distanțe mai mari pentru a rămâne în viață. Acestea au evoluat pentru a avea structuri și sisteme interne pentru deplasarea rapidă a distribuției. De exemplu, oamenii au plămâni pentru a face ca difuzia să aibă loc rapid. Același lucru se întâmplă și la plante cu frunza.