Difusão e osmose são processos de transporte passivos, o que significa que não requerem entrada de energia para mover substâncias. Ambos os processos são essenciais para o bom funcionamento dos processos biológicos, como o transporte de água ou nutrientes entre as células.
A principal diferença entre os dois é que a difusão pode ocorrer em qualquer mistura, mesmo quando duas soluções não são separadas por uma membrana semipermeável, enquanto a osmose ocorre exclusivamente através de uma membrana semipermeável.
Na verdade, existem três tipos de processos de transporte passivo. Além da difusão e osmose, há também difusão facilitada. Embora a difusão e osmose não envolvam proteínas no transporte de substâncias, a difusão facilitada precisa da ajuda de proteínas.
O que é difusão?
A difusão é o movimento passivo de moléculas de uma área de alta concentração de moléculas para uma área com uma concentração mais baixa. Dentro das células, a difusão é o transporte de pequenas moléculas através da membrana celular.
As moléculas estão sempre em movimento. Temperatura, uma qualidade física comumente referenciada pelas pessoas em seu dia a dia, está diretamente relacionada ao movimento molecular. É uma medida da energia cinética média das moléculas de um material. A energia das moléculas causa movimento aleatório que, por sua vez, desencadeia a difusão. Colisões entre moléculas são comuns: mesmo no ar à pressão atmosférica, uma molécula colide com um vizinho a cada poucos nanossegundos.
Em todo o planeta, o ar dentro da atmosfera tem a mesma composição e é composto por nitrogênio (78%), oxigênio (cerca de 21%), argônio (quase 1 %), e outros gases como o CO2 que estão presentes em quantidades mínimas (mas ainda o suficiente para aquecer o planeta em uma taxa acelerada).
A difusão uniformiza a composição do ar ao redistribuir espécies químicas, como o oxigênio no ar, até que o equilíbrio seja alcançado: em outras palavras, até que o gradiente de concentração – a diferença de concentração entre duas áreas – seja eliminado. Se a concentração de uma espécie não for inicialmente uniforme, ao longo do tempo a difusão causará uma transferência de massa em favor de uma concentração mais uniforme.
Uma vez em equilíbrio, o movimento das moléculas não para porque sua energia cinética é a mesma . Agora há um movimento igual de espécies químicas em ambas as direções.
Os fatores que afetam a difusão são:
- gradiente de concentração;
- temperatura;
- distâncias que as partículas devem percorrer.
Vejamos alguns exemplos de difusão em ação. Espalhar perfume em uma sala fará com que ele cheire bem por um tempo, mas com o tempo a difusão distribuirá as moléculas do odor até que sua concentração seja imperceptível para o nariz humano. Colocar corante alimentar em um copo de água, o que mudará a cor de todo o solvente (água), é outro grande exemplo de difusão
A difusão é um processo importante e difundido para sistemas vivos e não vivos. Para entrar e sair de uma célula, substâncias como água ou nutrientes precisam passar pela membrana semipermeável. A difusão é um dos processos que permitem isso. Uma membrana semipermeável ou seletivamente permeável é uma membrana que permite que algumas substâncias passem facilmente enquanto outras substâncias viajam muito lentamente ou não viajam.
Visto que a difusão ocorre em uma variedade de condições, os cientistas classificam vários tipos de difusão.
- A difusão simples é o tipo mais comum de difusão, onde as substâncias são transportadas sem a ajuda de proteínas.
- A difusão facilitada requer o transporte de proteínas para difundir substâncias através de uma célula membrana.
- A diálise é a difusão de solutos através de uma membrana seletivamente permeável.
- A osmose é normalmente definida como a difusão de água, o solvente de escolha em todos os sistemas vivos, através de uma membrana seletivamente membrana permeável.
O que é osmose
Osmose, um tipo de difusão, representa o movimento da água através de uma membrana parcialmente permeável, de uma área de alta concentração de água para uma área de baixa concentração de água.
A osmose ocorre em todas as células. Por exemplo, quando colocados na água, os glóbulos vermelhos permitem que a água rasteje por sua membrana. Quando colocado em uma solução concentrada de açúcar, o glóbulo vermelho encolhe porque a água sai por osmose em direção à área de menor concentração de água. É por isso que as células parecem enrugadas quando vistas ao microscópio. Felizmente, isso nunca acontece dentro do corpo porque os rins garantem que a concentração do sangue permaneça quase igual à concentração da solução dentro do glóbulo vermelho.
Ao contrário dos glóbulos vermelhos, as células vegetais têm uma parede celular muito mais forte e rígida do lado de fora da membrana celular. Isso permite que as células vegetais absorvam mais água por osmose sem estourar. Sem osmose, as plantas não seriam capazes de absorver água do solo. Quanto mais água é absorvida, as próprias células ficam rígidas devido à pressão – isso é muito útil, pois as plantas não têm esqueletos. Se as células vegetais perderem muita água por osmose, elas se tornam menos rígidas e, eventualmente, a membrana celular se retrai da parede celular.
Quando a osmose é usada para equalizar as concentrações em ambos os lados da membrana, ela exerce uma força chamada pressão osmótica. Por exemplo, imagine dois compartimentos em um tanque separados por uma membrana semipermeável que só permite a passagem de moléculas de água. Um compartimento é preenchido com uma solução de sal, enquanto o outro compartimento adjacente é uma solução de água pura. A única maneira de atingir o equilíbrio é transportando água do compartimento de água pura para o compartimento de água salgada. Ao fazer isso, a osmose aumenta o nível do líquido no compartimento de água salgada até que a pressão suficiente causada pela diferença de níveis entre os dois compartimentos interrompa o processo. A pressão necessária para atingir esse equilíbrio é chamada de pressão osmótica.
Também existe a osmose reversa, que é literalmente o processo reverso da osmose, em que o solvente é filtrado do alto concentrado para o solução de concentrado inferior. Em outras palavras, em vez de buscar um equilíbrio igual de solvente e soluto em ambas as soluções, a osmose reversa separa o soluto do solvente.
A osmose reversa é muito útil para aplicações como dessalinização de água (remoção de sal da água do mar) . Em todo o mundo, existem agora mais de 13.000 usinas de dessalinização no mundo. Na osmose reversa, estamos (literalmente) apenas revertendo o processo fazendo nosso filtro de solvente de nosso concentrado alto e na solução de concentrado inferior, então, em vez de criar um equilíbrio igual de solvente e soluto em ambas as soluções, ele está separando o soluto do solvente.