Semplice processo di diffusione ed esempi

IL Semplice diffusione È il processo fisico attraverso il quale le sostanze si spostano da una regione in cui sono molto concentrate verso le aree in cui la concentrazione di quella sostanza è inferiore. La semplice diffusione è un processo spontaneo che non richiede energia, ma è promossa da un gradiente di concentrazione.

Le sostanze disciolte sono chiamate soluti, si muovono attraverso una soluzione (o un gas) da movimenti casuali. Il movimento casuale è definito come il movimento che si verifica per caso, in cui non esiste un ordine o un sistema regolare con cui i movimenti delle particelle cambiano in una soluzione o gas.

Se le molecole sono abbastanza piccole, questa semplice diffusione può verificarsi attraverso le membrane cellulari, tra i singoli fosfolipidi che lo compongono. Le membrane possono essere permeabili, impermeabili o semipermeabili.

Una membrana permeabile è quella che consente di passare qualsiasi sostanza, una membrana impermeabile non consente a nessuna sostanza e un passaggio di membrana semipermeabile consente solo il passaggio di determinate sostanze.

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Semplice processo di diffusione

La semplice diffusione viene eseguita mediante legami idrogeno che si formano tra le molecole d'acqua e i soluti sciolti in questo. Le molecole d'acqua si muovono in modo casuale e infine circondano le singole molecole di soluto, il che massimizza l'opportunità di formare legami idrogeno.

Pertanto, se fosse stata creata una miscela di una sostanza in acqua, inizialmente la sostanza sarebbe concentrata in un unico luogo, la iniziale. A quel tempo il gradiente di concentrazione è molto alto.

Col passare del tempo, le molecole si muovono e si scontrano tra loro; Questo movimento promuove la formazione di collegamenti tra particelle di soluto e solvente. Tuttavia, questi collegamenti si rompono rapidamente perché sono molto deboli e questa è la proprietà che consente loro di essere distribuiti in tutto lo spazio fino a raggiungere l'equilibrio.

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A quel punto, dove il soluto è distribuito uniformemente in tutta la soluzione, la forza del gradiente di concentrazione termina.

Semplici esempi di diffusione

Scambio di gas nel sistema respiratorio

Nel sistema respiratorio degli animali polmonari ossigeno (O2) e anidride carbonica (CO₂) sono costantemente scambiati. Gli animali assorbono l'ossigeno ed espelle l'anidride carbonica per semplice diffusione.

Nei polmoni la concentrazione di ossigeno è più alta che nel sangue, quindi esiste un gradiente di concentrazione tra queste due regioni, e questo rende la diffusione dell'ossigeno dai polmoni al sangue promuove.

Allo stesso modo, avendo più molecole di anidride carbonica nel sangue che nei polmoni, tenderanno a spostarsi dal sangue ai polmoni.

Diffusione del tè in acqua calda

Quando viene preparata una tazza di tè inizialmente c'è solo acqua calda senza alcun soluto. Quando si posiziona la bustina di tè nell'acqua calda, inizia a rilasciare le particelle di tè dalla borsa - dove c'è una maggiore concentrazione di tè - nell'acqua, dove la concentrazione di tè è inferiore.

Il movimento delle molecole è favorito dal gradiente di concentrazione iniziale. Alla fine, la diffusione del tè rende le concentrazioni uguali all'intera tazza e che la soluzione diventa omogenea (sembra tutto lo stesso colore). A questo punto non c'è più gradiente di concentrazione.

Differenze tra la semplice diffusione e la diffusione fornita

Differenze tra semplice diffusione e diffusione facilitata

- In semplice diffusione, le particelle attraversano liberamente la membrana cellulare, senza "aiuto" di altre strutture. D'altra parte, nella diffusione diffusa le molecole vengono trasportate attraverso piccoli canali proteici che attraversano l'intera membrana.

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- La semplice diffusione è più lenta della diffusione facilitata.

- La semplice diffusione non è specifica per il soluto, solo che le particelle da trasportare devono essere idrofobiche in modo che possano attraversare la membrana cellulare senza problemi. D'altra parte, nei soluti specifici di diffusione diffusa vengono trasportati.

- La semplice diffusione non può essere inibita, mentre la diffusione diffusa può essere inibita da molecole specifiche che si legano ai canali di trasporto.

- La semplice diffusione è sempre un processo passivo, cioè non richiede energia da ATP. Al contrario, la diffusione facilitata può essere una attiva o passività, a seconda che l'energia ATP richieda o meno.

- In semplice diffusione, le sostanze si muovono sempre a favore del loro gradiente di concentrazione. Contrariamente, nella diffusione diffusa, le sostanze attraversano la membrana contro o a favore del loro gradiente di concentrazione.

- La semplice diffusione consente il passaggio di molecole piccole e non polari (idrofobiche), mentre la diffusione diffusa consente il passaggio di molecole grandi e polari (idrofila).

Differenze tra semplice diffusione e osmosi

- La semplice diffusione si riferisce al movimento di qualsiasi sostanza in base al suo gradiente di concentrazione; D'altra parte, l'osmosi si riferisce esclusivamente al movimento dell'acqua in base al suo potenziale idrico.

- La semplice diffusione si verifica nei liquidi solidi e nei gas. Al contrario, l'osmosi può verificarsi solo in mezzo liquido.

- La semplice diffusione non richiede una membrana semipermeabile, mentre l'osmosi è un processo che si verifica attraverso una membrana semipermeabile.

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- La semplice diffusione aiuta ad abbinare le concentrazioni dei soluti disciolti nello spazio disponibile. L'osmosi non favorisce l'uguaglianza della concentrazione di acqua su entrambi i lati della membrana semipermeabile.

- La semplice diffusione può verificarsi tra diversi tipi di solventi. Al contrario, l'osmosi può verificarsi solo tra solventi simili e sistemi biologici. Questo solvente è generalmente acqua.

- Nella semplice diffusione, le particelle sono distribuite in tutte le direzioni, nell'osmosi il flusso di molecole è sostanzialmente nella stessa direzione.

- Il semplice processo di diffusione non può essere arrestato o invertito. Invece, l'osmosi può essere fermata o invertita se viene applicata una pressione aggiuntiva sul lato della membrana dove è disponibile meno acqua.

Riferimenti

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