Diffusion et osmose

Osmose est le résultat de la diffusion à travers une membrane semi-perméable. Si deux solutions de concentration différente sont séparées par une membrane semi-perméable, le solvant aura tendance à diffuser à travers la membrane, de la solution la moins concentrée à la plus concentrée. Ce processus s'appelle osmose. Au niveau cellulaire, les deux processus sont des types de transport passif.

Les membranes semi-perméables sont des couches très minces de matériau qui permettent à de petites molécules, telles que l'oxygène, l'eau, le dioxyde de carbone, l'ammoniac, le glucose, les acides aminés, etc. Cependant, ils ne permettent pas à des molécules plus grosses, comme le saccharose, les protéines, etc., de passer à travers.

Tableau de comparaison

Tableau comparatif de diffusion versus osmose

	La diffusion	Osmose
Qu'Est-ce que c'est?	La diffusion est un mouvement spontané de particules d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. (ex. arôme de thé passant d'une zone de concentration élevée à faible en eau chaude.)	L'osmose est le mouvement spontané net de l'eau à travers une membrane semi-perméable d'une région à faible concentration de soluté vers une solution plus concentrée, jusqu'à un gradient de concentration. Cela égalise les concentrations des deux côtés de la membrane.
Processus	La diffusion se produit principalement à l'état gazeux ou à l'intérieur de molécules de gaz et de molécules de gaz (par exemple, les molécules de 2 gaz sont en mouvement constant et si la membrane qui les sépare est retirée, les gaz se mélangeront en raison de vitesses aléatoires.)	Cela se produit lorsque le milieu entourant la cellule a une concentration en eau supérieure à celle de la cellule. La cellule gagne de l'eau avec d'importantes molécules et particules pour la croissance. Il se produit également lorsque l'eau et les particules se déplacent d'une cellule à l'autre.
Importance	Créer de l'énergie; Aide en échange de gaz pendant la respiration, la photosynthèse et la transpiration.	Chez les animaux, l'osmose influence la distribution des nutriments et la libération des déchets métaboliques. Chez les plantes, l'osmose est en partie responsable de l'absorption de l'eau du sol et de l'élévation du liquide jusqu'aux feuilles de la plante.
Le gradient de concentration	Passe d'un gradient de concentration élevé à un gradient de concentration faible	Descend le gradient de concentration
Eau	N'a pas besoin d'eau pour se déplacer	A besoin d'eau pour bouger
Exemples	Parfum ou désodorisant dans lequel les molécules de gaz se diffusent dans l'air et diffusent l'arôme.	Mouvement de l'eau dans les cellules ciliées des racines.

Contenu: diffusion et osmose

• 1 processus de l'osmose vs diffusion
• 2 différences de fonction
• 3 types d'osmose et de diffusion
• 4 références

Processus de l'osmose vs diffusion

Le processus de diffusion. Certaines particules (rouges) sont dissoutes dans un verre d'eau. Initialement, les particules sont toutes proches d’un coin du verre. Lorsque les particules se déplacent toutes de manière aléatoire ("diffuse") dans l’eau, elles finissent par se répartir de manière aléatoire et uniforme..

La diffusion se produit lorsque le mouvement net spontané de particules ou de molécules se propage d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration à travers une membrane semi-perméable. C'est simplement le résultat statistique d'un mouvement aléatoire. Au fur et à mesure que le temps passe, le gradient différentiel de concentration entre haut et bas diminuera (deviendra de moins en moins profond) jusqu'à ce que les concentrations soient égalisées.

La diffusion augmente l'entropie (caractère aléatoire), diminue l'énergie libre de Gibbs et constitue donc un exemple clair de la thermodynamique. La diffusion fonctionne dans les limites de la deuxième loi de la thermodynamique, car elle démontre la tendance de la nature à se "calmer", à rechercher un état d'énergie moins concentrée, comme en témoigne une entropie croissante..

L'osmose est le processus de diffusion de l'eau à travers une membrane semi-perméable. Les molécules d'eau sont libres de traverser la membrane cellulaire dans les deux sens, vers l'intérieur ou l'extérieur. L'osmose régule ainsi l'hydratation, l'afflux d'éléments nutritifs et le flux de déchets, entre autres processus..

Osmose dans une cellule végétale

Par exemple, si le milieu entourant la cellule végétale ou animale a une concentration en eau supérieure à celle de la cellule, la cellule obtiendra de l'eau par osmose. Le résultat global est que l'eau pénètre dans la cellule et que celle-ci s'hydrate et gonfle. Si le milieu a une concentration en eau inférieure à celle de la cellule, il perdra de l'eau par osmose car cette fois-ci, plus d'eau quittera la cellule qu'elle n'y pénètrera. Par conséquent, la cellule va se réduire. Si la concentration en eau dans le milieu est exactement la même, la cellule conservera la même taille tant que la balance de concentration restera. Dans toutes les situations, le solvant passe de la solution moins concentrée (hypotonique) à la solution plus concentrée (hypertonique), ce qui tend à réduire la différence de concentration (égalisation)..

Différences de fonction

Tandis que osmose influence la distribution des nutriments et la libération de déchets métaboliques chez les animaux; chez les plantes, l'osmose est en partie responsable de l'absorption de l'eau du sol et de l'élévation du liquide jusqu'aux feuilles de la plante.

La diffusion peut se faire à travers une membrane cellulaire et la membrane permet à de petites molécules comme l’eau (H₂O), oxygène (O₂), dioxyde de carbone (CO₂), et d’autres passer facilement. Par conséquent, alors que l'osmose aide les plantes à absorber l'eau et les autres liquides, la diffusion facilite le passage d'autres molécules et facilite donc le processus de photosynthèse. Les deux processus aident les plantes à créer de l'énergie et d'autres nutriments importants.

Différents types d'osmose et de diffusion

Effet osmotique de différentes solutions sur les cellules sanguines

Les deux types d'osmose sont:

• Osmose inverse: La pression osmotique définit à quel point un gradient différentiel entre un soluté élevé et un soluté bas déclenche l'osmose. En osmose inverse, une pression atmosphérique ou volumétrique élevée "poussera" les particules de soluté les plus élevées au-delà de la membrane, surmontant ainsi l’espace qui peut exister lorsque la pression osmotique ne permet pas la diffusion à travers la membrane. Ce processus est souvent utilisé pour filtrer l'eau des impuretés lorsque leurs concentrations sont trop faibles pour permettre l'osmose normale, mais une eau plus propre est toujours nécessaire, comme dans le dessalement et les opérations pharmaceutiques..

• Osmose en avant: Contrairement à l'osmose inverse, qui passe de concentrations élevées à faibles, l'osmose directe oblige les particules à faible soluté à passer à un soluté supérieur - en substance, à l'opposé du processus osmotique normal. Alors que l'osmose inverse "pousse" les particules, l'osmose directe les "attire", créant ainsi une eau plus propre.

le types de diffusion sont:

• Diffusion en surface: Vu après la chute de substances poudreuses sur la surface d'un liquide.

• mouvement brownien: Le mouvement aléatoire observé au microscope lorsque les particules sautent, glissent et se précipitent dans un liquide.

• Diffusion collective: La diffusion d'un grand nombre de particules dans un liquide qui restent intactes ou interagissent avec d'autres particules.

• Osmose: La diffusion de l'eau à travers une membrane cellulaire.

• Effusion: Se produit lorsqu'un gaz se disperse à travers de petits trous.

• Diffusion électronique: Le mouvement des électrons entraînant un courant électrique.

• Diffusion facilitée: Transport passif spontané d'ions ou de molécules à travers une membrane cellulaire (différent du fait qu'il se produit en dehors de la phase active de l'osmose ou de la diffusion intracellulaire).

• Diffusion gazeuse: Utilisé principalement avec de l'hexafluorure d'uranium pour produire de l'uranium enrichi destiné aux réacteurs nucléaires et aux armes.

• Diffusion de Knudsen: Une mesure variable de l'interactivité des particules dans un pore de la membrane, liée à la taille de la particule, à la longueur et au diamètre du pore.

• Diffusion Momentum: La propagation de la quantité de mouvement entre les particules principalement dans les liquides, influencée par la viscosité du liquide (viscosité plus élevée = plus grande diffusion du moment).

• Diffusion Photon: Mouvement de photons dans un matériau, puis diffusion lorsqu'ils rebondissent à l'intérieur de densités différentes. Utilisé dans les tests médicaux comme imagerie optique diffuse.

• Diffusion inverse: Similaire à l'osmose directe, avec une faible concentration passant à une concentration élevée, mais se référant à une séparation des particules, pas seulement de l'eau.

• Auto-diffusion: Un coefficient mesurant la diffusion d'un type de particule lorsque le gradient chimique est nul (neutre ou équilibré).

Références

• Wikipédia: diffusion
• Wikipédia: osmose
• La diffusion - HyperPhysics