확산과 삼투는 모두 수동적 수송 과정이므로 에너지 입력이 필요하지 않습니다. 두 가지 과정 모두 세포 사이의 물이나 영양분의 이동과 같은 생물학적 과정의 적절한 기능에 필수적입니다.
두 과정의 주요 차이점은 두 가지의 혼합물에서도 확산이 발생할 수 있다는 것입니다. 용액은 반투막에 의해 분리되지 않는 반면 삼투는 반투막을 통해서만 발생합니다.
실제로는 세 가지 유형의 수동 수송 과정이 있습니다. 확산과 삼투 외에도 확산 및 삼투는 물질을 운반 할 때 단백질을 포함하지 않지만, 촉진 확산은 단백질의 도움이 필요합니다.
확산이란 무엇입니까?
확산은 분자의 고농도 영역에서 더 낮은 농도. 세포 내부에서 확산은 세포막을 통과하는 작은 분자의 이동입니다.
분자는 항상 움직입니다. 사람들이 일상 생활에서 일반적으로 참조하는 신체적 특성 인 온도는 분자 운동과 직접적인 관련이 있습니다. 물질에 포함 된 분자의 평균 운동 에너지를 측정 한 것입니다. 분자의 에너지는 무작위 운동을 일으켜 확산을 유발합니다. 분자 사이의 충돌은 흔합니다. 대기압의 대기에서도 분자가 몇 나노초마다 이웃과 충돌합니다.
지구 전체에서 대기 내부의 공기는 동일한 구성을 가지고 있으며 질소 (78 %), 산소 (약 21 %), 아르곤 (거의 1 %) 및 CO2와 같은 기타 가스는 미세한 양으로 존재하지만 (가속 속도로 지구를 따뜻하게하는데 여전히 충분 함).
확산은 산소와 같은 화학 종을 재분배하여 공기 조성을 균일하게 만듭니다. 즉, 두 영역 사이의 농도 차이 인 농도 구배가 제거 될 때까지. 종의 농도가 초기에 균일하지 않은 경우 시간이 지남에 따라 확산은보다 균일 한 농도를 선호하는 질량 이동을 유발합니다.
평형 상태가되면 운동 에너지가 동일하기 때문에 분자의 움직임이 멈추지 않습니다. . 이제 양방향으로 화학 종의 동일한 움직임이 있습니다.
확산에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.
- 농도 구배
- 온도
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- 거리 입자는 이동해야합니다.
몇 가지 확산 작용의 예를 살펴 보겠습니다. 방에 향수를 뿌리면 잠시 동안 좋은 냄새가 나지만 시간이 지남에 따라 확산은 냄새 분자를 사람의 코에 감지 할 수 없을 때까지 분산시킵니다. 물 한 컵에 식용 색소를 떨어 뜨리면 전체 용매 (물)의 색이 변하는 것도 확산의 또 다른 좋은 예입니다.
확산은 무생물과 살아있는 시스템 모두. 세포에 들어가고 나오려면 물이나 영양소와 같은 물질이 반투막을 통과해야합니다. 확산은이를 가능하게하는 프로세스 중 하나입니다. 반 투과 또는 선택 투과 막은 일부 물질은 쉽게 통과하고 다른 물질은 매우 느리게 통과하거나 전혀 통과하지 못하게하는 막입니다.
확산은 다양한 조건에서 발생하기 때문에 과학자들은 여러 유형을 분류합니다. 확산.
- 단순 확산은 물질이 단백질의 도움없이 이동되는 가장 일반적인 확산 유형입니다.
- 촉진 확산을 위해서는 이동 단백질이 세포 전체에 물질을 확산시켜야합니다. 멤브레인.
- 투석은 선택적으로 투과 가능한 멤브레인을 통해 용질이 확산되는 것입니다.
- 삼투는 일반적으로 모든 살아있는 시스템에서 선택한 용매 인 물이 선택적으로 확산되는 것으로 정의됩니다. 투과성 막.
삼투 란 무엇입니까?
확산 유형 인 삼투압은 부분 투과성 막을 가로 질러 물이 높은 농도의 영역에서 영역으로 이동하는 것을 나타냅니다. 낮은 수분 농도의.
삼투는 모든 세포에서 발생합니다. 예를 들어, 물에 넣으면 적혈구가 물이 막을 통과하도록합니다. 농축 설탕 용액에 넣으면 물이 삼투압에 의해 낮은 수분 농도 영역으로 이동하기 때문에 적혈구가 실제로 수축합니다. 이것이 현미경으로 볼 때 세포가 주름진 것처럼 보이는 이유입니다. 운 좋게도 신장은 혈액 농도가 적혈구 내부 용액의 농도와 거의 동일하게 유지되도록하기 때문에 체내에서는 발생하지 않습니다.
적혈구와 달리 식물 세포는 세포막 외부에있는 훨씬 더 강하고 단단한 세포벽. 이것은 식물 세포가 파열없이 삼투에 의해 더 많은 물을 흡수 할 수있게합니다. 삼투가 없다면 식물은 토양에서 물을 흡수 할 수 없습니다. 더 많은 물이 흡수되면 압력으로 인해 세포 자체가 단단해집니다. 식물에는 골격이 없기 때문에 매우 유용합니다. 식물 세포가 삼투로 인해 너무 많은 수분을 잃으면, 덜 단단 해지고 결국 세포막이 세포벽에서 수축됩니다.
삼투를 사용하여 막 양쪽의 농도를 균등화 할 때 삼투압이라는 힘을가합니다. 예를 들어, 물 분자 만 통과 할 수있는 반투막으로 분리 된 탱크의 두 구획을 상상해보십시오. 한 구획은 소금 용액으로 채워지고 다른 구획은 순수한 물 용액입니다. 평형에 도달 할 수있는 유일한 방법은 순수한 물 구획에서 바닷물 구획으로 물을 운반하는 것입니다. 이 과정에서 삼투는 두 구획 사이의 수준 차이로 인해 발생하는 충분한 압력이 프로세스를 멈출 때까지 바닷물 구획의 액체 수준을 높입니다. 이 평형에 도달하는 데 걸리는 압력을 삼투압이라고합니다.
역삼 투와 같은 것이 있습니다. 이것은 문자 그대로 삼투의 역 과정입니다. 여기서 용매는 고농축 물에서 더 낮은 농축 용액. 즉, 두 용액에서 용매와 용질의 균형을 동일하게 유지하는 대신 역삼 투는 용질을 용매에서 분리합니다.
역삼 투는 물 담수화 (해수에서 염분 제거)와 같은 응용 분야에 매우 편리합니다. . 전 세계적으로 현재 전 세계에 13,000 개 이상의 담수화 공장이 있습니다. 역 삼투압에서 우리는 용매 필터를 고 농축액에서 저 농축액으로 만들어 공정을 뒤집는 것이므로 두 용액에서 용매와 용질의 균형을 동일하게 만드는 대신 용질을 분리합니다. 용매에서.