Difusión y ósmosis

Ósmosis es el resultado de difusión a través de una membrana semipermeable. Si dos soluciones de diferentes concentraciones están separadas por una membrana semipermeable, entonces el solvente tenderá a difundirse a través de la membrana de 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 moléculas pequeñas, como oxígeno, agua, dióxido de carbono, amoníaco, glucosa, aminoácidos, etc., para pasar a través. Sin embargo, no permiten moléculas más grandes, como sacarosa, proteína, etc., para pasar a través.

Cuadro comparativo

Gráfico de comparación 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. (ex. El saborizante de té que se mueve de un área de alta a baja concentración en agua caliente.)	La ósmosis es el movimiento neto espontáneo del agua a través de una membrana semipermeable desde una región de baja concentración de soluto a una solución más concentrada, un gradiente de concentración más. Esto iguala las concentraciones en ambos lados de la membrana.
Proceso	Los resultados de la difusión del movimiento aleatorio de las moléculas por la cual existe un flujo neto de materia desde una región de alta concentración a una región de baja concentración. Este proceso no puede detenerse ni revertirse.	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 celda a otra.
Importancia	Para crear energía; Ayuda a cambio de gases durante la respiración, fotosíntesis y transpiración.	En los animales, la ósmosis influye en la distribución de nutrientes y la liberación de productos de desecho metabólico. 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	Las partículas se mueven de un gradiente de alta concentración a un gradiente de baja concentración.	El agua se mueve por el gradiente de concentración i.mi., Se mueve de una solución diluida a una solución concentrada a través de una membrana parcialmente permeable.
Agua	No necesita agua para el movimiento	La ósmosis requiere agua para el movimiento de partículas.
Ejemplos	Perfume, ambientador de aire o el olor a huevos podridos, donde las moléculas de gas se difunden en el aire que extiende el aroma (o hedor).	Movimiento del agua en las células ciliadas de la raíz.
Difusión de moléculas	Solo las moléculas del solvente sufren difusión.	Las moléculas del soluto y el solvente pueden difundirse en el proceso de ósmosis.
Dirección de partículas	Las partículas solo fluyen en una dirección, desde áreas de altura hasta baja concentración.	Las partículas fluyen en todas las direcciones.
Ocurre en	La difusión ocurre en gases (con mayor frecuencia), líquidos y sólidos.	La ósmosis ocurre en líquidos.

Proceso de ósmosis vs. Difusión

La difusión ocurre cuando el movimiento neto espontáneo de partículas o moléculas las extiende 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 avanza el tiempo, el gradiente diferencial de las concentraciones entre altos y bajos disminuirá (se volverá cada vez más superficial) hasta que las concentraciones se igualen.

El proceso de difusión. Algunas partículas (rojo) se disuelven en un vaso de agua. Inicialmente, las partículas están cerca de una esquina del vidrio. Cuando todas las partículas se mueven aleatoriamente ("difusas") en el agua, finalmente se distribuyen al azar y uniformemente.

La difusión aumenta la entropía (aleatoriedad), disminuye 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", buscar un estado de energía menos concentrada, como se demuestra el aumento de la entropía.

La ósmosis es el proceso de difusión del agua en una membrana semipermeable. Las moléculas de agua son libres de pasar a través de la membrana celular en ambas direcciones, ya sea dentro o fuera y, por lo tanto, la ósmosis regula la hidratación, la afluencia de nutrientes y la salida de desechos, entre otros procesos.

Ósmosis en una célula vegetal

Por ejemplo, si el medio que rodea la planta o la célula animal tiene una mayor concentración de agua que la célula, entonces la célula ganará agua por ósmosis. El resultado general es que el agua ingresa a la célula y es probable que la célula se hidrata e hinche. Si el medio tiene una concentración más baja de agua que la célula, perderá agua por ósmosis, ya que esta vez más agua deja la célula que ingresa a ella. Por lo tanto, la celda se encogerá. Si la concentración de agua en el medio es exactamente la misma, la célula permanecerá del mismo tamaño mientras que el equilibrio de concentración permanece. En cada situación, el movimiento del solvente proviene de la solución menos concentrado (hipotónica) a la solución más concentrada (hipertónica), que tiende a reducir la diferencia en la concentración (ecualización).

Diferencias de función

Mientras ósmosis influye en la distribución de nutrientes y la liberación de productos de desecho metabólico en 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 moléculas pequeñas como el agua (H₂O), oxígeno (o₂), dióxido de carbono (CO₂), y otros para pasar fácilmente. Por lo tanto, aunque la ósmosis ayuda a las plantas a absorber el agua y otros líquidos, la difusión ayuda a que otras moléculas pasen y, por lo tanto, ambas facilitan el 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 son:

• Osmosis inversa: La presión osmótica define en qué punto un gradiente diferencial entre el soluto alto y bajo desencadena la osmosis. 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 permitirá difusión a través de la membrana. Este proceso a menudo se usa para filtrar el agua de las impurezas cuando sus concentraciones son demasiado bajas para la ósmosis regular, pero aún se necesita agua más limpia, como en la desalinización y las operaciones farmacéuticas.

• Ósmosis hacia adelante: A diferencia de la ósmosis inversa, que va de concentraciones altas a bajas, la ósmosis delantera obliga a las partículas de soluto bajo para moverse a un soluto más alto, en esencia, lo opuesto al proceso osmótico normal. Mientras que la ósmosis inversa "empuja" las partículas, la ósmosis delantera "las atrae", lo que resulta en agua más limpia.

Efecto osmótico de diferentes soluciones en células sanguíneas

El Tipos de difusión son:

• Difusión de la superficie: Visto después de dejar caer sustancias en polvo en la superficie de un líquido.

• movimiento browniano: El movimiento aleatorio observado bajo un microscopio a medida que las partículas omiten, deslizan y se lanzan dentro de un líquido.

• Difusión colectiva: La difusión de una gran cantidad de partículas dentro de un líquido que permanecen intactos o interactuando con otras partículas.

• Ósmosis: La difusión del agua a través de una membrana celular.

• Efusión: Sucede a medida que un gas se dispersa a través de pequeños agujeros.

• 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 gaseosa: Se usa principalmente con hexafluoruro de uranio para producir uranio enriquecido para reactores y armas nucleares.

• Difusión de Knudsen: Una medida variable de interactividad de partículas dentro de un poro de membrana, relacionado con el tamaño de la partícula y la longitud y el diámetro del poro.

• Difusión de impulso: La propagación del momento entre las partículas principalmente en líquidos, influenciado por la viscosidad del líquido (mayor viscosidad = difusión de impulso más alta).

• Difusión de fotones: Movimiento de fotones dentro de un material, luego dispersándose a medida que rebotan en diferentes densidades dentro. Utilizado en pruebas médicas como imágenes ópticas difusas.

• Difusión inversa: Similar a la ósmosis hacia adelante, con baja concentración en movimiento a alto, pero se refiere a una separación de partículas, no solo agua.

• Difusión: Un coeficiente que mide cuánta difusión tendrá un tipo de partícula cuando el gradiente químico es cero (neutral o equilibrado).