Back to the topics list

difuzija

Ciljevi učenja

Difuzija je fizički proces u kojem se molekule materijala kreću iz područja visoke koncentracije (gdje ima mnogo molekula) u područje niske koncentracije (gdje ima manje molekula).

Difuzija se obično događa u otopini tekućina i plinova jer se njihove čestice nasumično kreću od mjesta do mjesta. To je važan proces za živa bića; to je način na koji tvari ulaze i izlaze iz stanica.

Na primjer, razmislite o tome da netko otvara bocu amonijaka u prostoriji punoj ljudi. Plin amonijak je u najvišoj koncentraciji u boci; njegova najmanja koncentracija je na rubovima prostorije. Pare amonijaka će se difundirati ili širiti iz boce; postupno će sve više ljudi osjetiti miris amonijaka kako se širi.

Difuzija je oblik pasivnog transporta.

Slično, postoji više molekula ugljičnog dioksida u krvi nego u plućima pa će molekule ugljičnog dioksida težiti da se presele u pluća. To se događa u staničnoj biologiji gdje male molekule jednostavno difundiraju kroz staničnu membranu, ali veće molekule prolaze samo koristeći energiju.

Još neki primjeri difuzije su:

• Kocka šećera se ostavi neko vrijeme u čaši s vodom.
• Parfemi parfema se dižu iz bočice kada se skine vrh.
• Boja za hranu ispuštena na čašu se širi.
• Dodavanje šećera u vodu.

Što uzrokuje difuziju?

U plinovima i tekućinama čestice se nasumično kreću od mjesta do mjesta. Čestice se sudaraju jedna s drugom ili sa svojom posudom. Čestice se sudaraju jedna s drugom ili sa svojom posudom. To ih tjera da mijenjaju smjer. Na kraju se čestice šire kroz cijeli spremnik.

Difuzija se događa sama od sebe, bez miješanja, tresanja ili ljuljanja.

Zašto je difuzija korisna?

U živim bićima tvari ulaze i izlaze iz stanica difuzijom. Na primjer:

• Disanje proizvodi otpadni ugljični dioksid, uzrokujući povećanje količine ugljičnog dioksida u stanici. Konačno, koncentracija ugljičnog dioksida u stanici je viša od one u okolnoj krvi. Ugljični dioksid zatim difundira kroz staničnu membranu i ulazi u krv.
• Voda difundira u biljke kroz njihove korijenske dlačice. Voda se kreće iz područja visoke koncentracije (u tlu) u područje niže koncentracije (u stanici korijenske dlake). To je zato što su stanice korijenske dlake djelomično propusne. Ovakva difuzija vode naziva se osmoza.

Čimbenici koji utječu na difuziju

1. Opseg gradijenta koncentracije – Što je veća razlika u koncentraciji, to je brža difuzija. Što je bliža distribucija materijala u ravnoteži, to je sporija brzina difuzije.

2. Masa difuznih molekula – Teže molekule kreću se sporije, dakle, sporije difundiraju. Obrnuto vrijedi za lakše molekule.

3. Temperatura – Više temperature povećavaju energiju, a time i kretanje molekula, povećavajući brzinu difuzije. Niže temperature smanjuju energiju molekula, čime se smanjuje brzina difuzije.

4. Gustoća otapala – Kako se gustoća otapala povećava, brzina difuzije se smanjuje. Molekule usporavaju jer teže prolaze kroz gušći medij. Ako je medij manje gust, difuzija se povećava.

5. Topljivost: Nepolarni materijali ili materijali topivi u lipidima lakše prolaze kroz plazma membrane od polarnih materijala, omogućujući bržu brzinu difuzije.

6. Površina i debljina plazma membrane: Povećana površina povećava brzinu difuzije, dok je deblja membrana smanjuje.

7. Prijeđena udaljenost – Što je veća udaljenost koju tvar mora prijeći, to je sporija brzina difuzije. To postavlja gornje ograničenje na veličinu ćelije. Velika, sferna stanica će umrijeti jer hranjive tvari ili otpad ne mogu doći ili napustiti središte stanice. Stoga stanice moraju biti male veličine, kao u slučaju mnogih prokariota, ili biti spljoštene, kao kod mnogih jednostaničnih eukariota.