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Difusión y ósmosis: diferencia y comparación

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Ósmosis es el resultado de difusión a través de una membrana semipermeable. Si dos soluciones de diferente concentración están separadas por una membrana semipermeable, entonces el solvente tenderá a difundirse a través de la membrana desde la solución menos concentrada a la más concentrada. Este proceso se llama ósmosis. A nivel celular, ambos procesos son tipos de transporte pasivo.

Las membranas semipermeables son capas muy delgadas de material que permiten el paso de pequeñas moléculas, como oxígeno, agua, dióxido de carbono, amoníaco, glucosa, aminoácidos, etc. Sin embargo, no permiten el paso de moléculas más grandes, como sacarosa, proteínas, etc.

Gráfica comparativa

Cuadro comparativo de difusión versus ósmosis
Difusión Ósmosis
¿Qué es? La difusión es un movimiento espontáneo de partículas desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. (por ejemplo, saborizante de té que se mueve de un área de alta a baja concentración en agua caliente). La ósmosis es el movimiento neto espontáneo de agua a través de una membrana semipermeable desde una región de baja concentración de solutos a una solución más concentrada, hasta un gradiente de concentración. Esto iguala las concentraciones en ambos lados de la membrana.
Proceso La difusión ocurre principalmente en estado gaseoso o dentro de moléculas de gas y moléculas de líquido (por ejemplo, las moléculas de 2 gases están en constante movimiento y si se quita la membrana que los separa, los gases se mezclarán debido a velocidades aleatorias). Ocurre cuando el medio que rodea la célula tiene una mayor concentración de agua que la célula. La célula gana agua junto con moléculas y partículas importantes para el crecimiento. También ocurre cuando el agua y las partículas se mueven de una célula a otra.
Importancia Para crear energía; Ayuda en el intercambio de gases durante la respiración, la fotosíntesis y la transpiración. En los animales, la ósmosis influye en la distribución de nutrientes y la liberación de productos de desecho metabólicos. En las plantas, la ósmosis es parcialmente responsable de la absorción del agua del suelo y de la elevación del líquido a las hojas de la planta.
Gradiente de concentración Pasa de un gradiente de alta concentración a un gradiente de baja concentración Baja el gradiente de concentración
Agua No necesita agua para moverse Necesita agua para moverse
Ejemplos de Perfume o Ambientador donde las moléculas de gas se difunden en el aire esparciendo el aroma. Movimiento de agua hacia las células ciliadas de la raíz.

Proceso de ósmosis frente a difusión

El proceso de difusión.  Algunas partículas (rojas) se disuelven en un vaso de agua.  Inicialmente, las partículas están todas cerca de una esquina del vidrio.  Cuando todas las partículas se mueven aleatoriamente ("difuso") en el agua, eventualmente se distribuyen de manera aleatoria y uniforme.
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El proceso de difusión. Algunas partículas (rojas) se disuelven en un vaso de agua. Inicialmente, las partículas están todas cerca de una esquina del vidrio. Cuando todas las partículas se mueven aleatoriamente («difunden») en el agua, eventualmente se distribuyen de manera aleatoria y uniforme.

La difusión ocurre cuando el movimiento neto espontáneo de partículas o moléculas las esparce desde un área de alta concentración a un área de baja concentración a través de una membrana semipermeable. Es simplemente el resultado estadístico del movimiento aleatorio. A medida que pasa el tiempo, el gradiente diferencial de concentraciones entre alto y bajo disminuirá (se volverá cada vez más superficial) hasta que se igualen las concentraciones.

La difusión aumenta la entropía (aleatoriedad), disminuyendo la energía libre de Gibbs y, por lo tanto, es un claro ejemplo de termodinámica. La difusión opera dentro de los límites de la Segunda Ley de la Termodinámica porque demuestra la tendencia de la naturaleza a «relajarse», a buscar un estado de energía menos concentrada, como lo demuestra el aumento de la entropía.

La ósmosis es el proceso de difusión de agua a través de una membrana semipermeable. Las moléculas de agua tienen libertad para atravesar la membrana celular en ambas direcciones, ya sea hacia adentro o hacia afuera, y así la ósmosis regula la hidratación, la entrada de nutrientes y la salida de desechos, entre otros procesos.

Ósmosis en una célula vegetal
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Ósmosis en una célula vegetal

Por ejemplo, si el medio que rodea la célula vegetal o animal tiene una concentración de agua más alta que la célula, la célula obtendrá agua por ósmosis. El resultado general es que el agua entra en la célula y es probable que la célula se hidrate y se hinche. Si el medio tiene una concentración de agua más baja que la célula, perderá agua por ósmosis ya que esta vez sale más agua de la célula de la que entra. Por lo tanto, la celda se encogerá. Si la concentración de agua en el medio es exactamente la misma, la celda permanecerá del mismo tamaño mientras se mantenga el equilibrio de concentración. En cada situación, el movimiento del solvente es de la solución menos concentrada (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica), lo que tiende a reducir la diferencia de concentración (ecualización).

Diferencias de función

Tiempo ósmosis influye en la distribución de nutrientes y la liberación de productos de desecho metabólicos en los animales; en las plantas, la ósmosis es parcialmente responsable de la absorción del agua del suelo y de la elevación del líquido a las hojas de la planta.

La difusión puede ocurrir a través de una membrana celular y la membrana permite pequeñas moléculas como el agua (H2O), oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), y otros para pasar fácilmente. Por lo tanto, mientras que la ósmosis ayuda a las plantas a absorber agua y otros líquidos, la difusión ayuda a que otras moléculas pasen a través y, por lo tanto, ambas facilitan la proceso de fotosíntesis. Ambos procesos ayudan a las plantas a crear energía y otros nutrientes importantes.

Diferentes tipos de ósmosis y difusión.

Los dos tipos de ósmosis están:

  • Osmosis inversa: La presión osmótica define en qué punto un gradiente diferencial entre soluto alto y bajo desencadena la ósmosis. En la ósmosis inversa, el aumento de la presión volumétrica o atmosférica «empujará» las partículas de soluto más altas más allá de la membrana, superando el espacio que puede existir cuando la presión osmótica no permite la difusión a través de la membrana. Este proceso se usa a menudo para filtrar el agua de impurezas cuando sus concentraciones son demasiado bajas para la ósmosis regular, pero aún se necesita agua más limpia, como en las operaciones de desalinización y farmacéuticas.
  • Ósmosis directa: A diferencia de la ósmosis inversa, que va de concentraciones altas a bajas, la ósmosis directa obliga a las partículas de soluto bajo a moverse a un soluto más alto, en esencia, lo opuesto al proceso osmótico normal. Mientras que la ósmosis inversa «empuja» las partículas, la ósmosis directa las «atrae», lo que da como resultado un agua más limpia.

los tipos de difusión están:

  • Difusión superficial: Visto después de dejar caer sustancias en polvo sobre la superficie de un líquido.
  • movimiento browniano: El movimiento aleatorio observado bajo un microscopio cuando las partículas saltan, se deslizan y se lanzan dentro de un líquido.
  • Difusión colectiva: Difusión de una gran cantidad de partículas dentro de un líquido que permanecen intactas o interactúan con otras partículas.
  • Ósmosis: Difusión de agua a través de una membrana celular.
  • Efusión: Ocurre cuando un gas se dispersa a través de pequeños orificios.
  • Difusión de electrones: El movimiento de electrones que resulta en corriente eléctrica.
  • Difusión facilitada: Transporte pasivo espontáneo de iones o moléculas a través de una membrana celular (diferente porque ocurre fuera de la fase activa de ósmosis o difusión intracelular).
  • Difusión de Knudsen: Una medida variable de la interactividad de las partículas dentro de un poro de la membrana, relacionada con el tamaño de la partícula y la longitud y el diámetro del poro.
  • Difusión de momento: Distribución de la cantidad de movimiento entre partículas principalmente en líquidos, influenciada por la viscosidad del líquido (mayor viscosidad = mayor difusión de la cantidad de movimiento).
  • Difusión de fotones: Movimiento de fotones dentro de un material, luego se dispersan a medida que rebotan en diferentes densidades dentro. Utilizado en pruebas médicas como imagen óptica difusa.
  • Difusión inversa: Similar a la ósmosis directa, con baja concentración moviéndose a alta, pero se refiere a una separación de partículas, no solo agua.
  • Autodifusión: Un coeficiente que mide cuánta difusión tendrá un tipo de partícula cuando el gradiente químico es cero (neutro o equilibrado).

Referencias

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Si ha leído hasta aquí, debe seguirnos:

«Difusión y Osmosis». Diffen.com. Diffen LLC, nd Web. 23 de septiembre de 2021. >

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