Back to the topics list

diffusion

Lärandemål

Diffusion är en fysisk process där molekyler av material rör sig från ett område med hög koncentration (där det finns många molekyler) till ett område med låg koncentration (där det finns färre molekyler).

Diffusion sker vanligtvis i en lösning av vätskor och gaser eftersom deras partiklar rör sig slumpmässigt från plats till plats. Det är en viktig process för levande varelser; det är hur ämnen rör sig in och ut ur celler.

Tänk till exempel på att någon öppnar en flaska ammoniak i ett rum fyllt med människor. Ammoniakgasen har sin högsta koncentration i flaskan; dess lägsta koncentration är vid kanterna av rummet. Ammoniakångan kommer att diffundera eller spridas bort från flaskan; gradvis kommer fler och fler människor att känna lukten av ammoniaken när den sprids.

En diffusion är en form av passiv transport.

På samma sätt finns det fler koldioxidmolekyler i blodet än i lungan, så koldioxidmolekyler tenderar att flytta in i lungan. Det händer inom cellbiologin där små molekyler helt enkelt diffunderar genom cellmembranet, men större molekyler tar sig bara igenom genom att använda energi.

Några fler exempel på diffusion är:

• En sockerbit får stå i en bägare med vatten en stund.
• Dungor av parfym stiger upp från flaskan när toppen tas bort.
• Livsmedelsfärg som tappas på bägaren breder ut sig.
• Tillsätt socker i vattnet.

Vad orsakar diffusion?

I gaser och vätskor rör sig partiklar slumpmässigt från plats till plats. Partiklarna kolliderar med varandra eller med sin behållare. Partiklarna kolliderar med varandra eller med sin behållare. Detta gör att de ändrar riktning. Så småningom sprids partiklarna genom hela behållaren.

Diffusion sker av sig själv utan omrörning, skakning eller svängning.

Varför är diffusion användbart?

I levande varelser rör sig ämnen in och ut ur celler genom diffusion. Till exempel:

• Andning producerar avfallskoldioxid, vilket gör att mängden koldioxid ökar i cellen. Så småningom blir koldioxidkoncentrationen i cellen högre än i det omgivande blodet. Koldioxiden diffunderar sedan ut genom cellmembranet och in i blodet.
• Vatten diffunderar in i växterna genom deras rothårceller. Vattnet rör sig från ett område med hög koncentration (i jorden) till ett område med lägre koncentration (i rothårcellen). Detta beror på att rothårceller är delvis genomsläppliga. Diffusion av vatten som detta kallas osmos.

Faktorer som påverkar diffusionen

1. Koncentrationsgradientens omfattning – Ju större skillnad i koncentration, desto snabbare är diffusionen. Ju närmare fördelning av materialet kommer till jämvikt, desto långsammare blir diffusionshastigheten.

2. Molekylernas massa diffunderar – Tyngre molekyler rör sig långsammare, därför diffunderar de långsammare. Det omvända gäller för lättare molekyler.

3. Temperatur – Högre temperaturer ökar energin och därmed molekylernas rörelse, vilket ökar diffusionshastigheten. Lägre temperaturer minskar energin hos molekylerna, vilket minskar diffusionshastigheten.

4. Lösningsmedeldensitet – När densiteten hos ett lösningsmedel ökar, minskar diffusionshastigheten. Molekylerna saktar ner eftersom de har svårare att ta sig igenom det tätare mediet. Om mediet är mindre tätt ökar diffusionen.

5. Löslighet: Icke-polära eller lipidlösliga material passerar genom plasmamembran lättare än polära material, vilket möjliggör en snabbare diffusionshastighet.

6. Plasmamembranets ytarea och tjocklek: Ökad ytarea ökar diffusionshastigheten, medan ett tjockare membran minskar den.

7. Tillryggalagd sträcka - Ju större avstånd som ett ämne måste färdas, desto långsammare är diffusionshastigheten. Detta sätter en övre begränsning på cellstorleken. En stor, sfärisk cell kommer att dö eftersom näringsämnen eller avfall inte kan nå eller lämna cellens mitt. Därför måste celler antingen vara små i storlek, som i fallet med många prokaryoter, eller vara tillplattade, som med många encelliga eukaryoter.