Diffusione

La diffusione è un processo in cui le molecole di un materiale si spostano da un'area di alta concentrazione (dove ci sono molte molecole) ad un'area di bassa concentrazione (dove ci sono meno molecole) fino a raggiungere l'equilibrio (molecole uniformemente diffuse).

La diffusione avviene di solito in una soluzione in gas o in un liquido. E' possibile vedere la diffusione quando due liquidi vengono miscelati in un contenitore trasparente. Descrive il movimento costante delle particelle in tutti i liquidi e i gas. Queste particelle si muovono in tutte le direzioni urtando l'una contro l'altra. La diffusione può funzionare solo con gas e liquidi.

Esempi

• Una zolletta di zucchero viene lasciata in un bicchiere d'acqua per un po'.
• L'odore di ammoniaca si diffonde dalla parte anteriore dell'aula al fondo della stanza.
• I fumi di profumo salgono dal flacone quando si toglie la parte superiore.
• Il colorante alimentare caduto sul becher si diffonde.
• l'odore del cibo si diffonde in tutta la casa

Le molecole tendono a spostarsi da luoghi ad alta concentrazione a luoghi a bassa concentrazione, semplicemente spostandosi in modo casuale. Per esempio, c'è più ossigeno in un polmone che nel sangue, quindi le molecole di ossigeno tendono a muoversi nel sangue. Allo stesso modo, ci sono più molecole di anidride carbonica nel sangue che nel polmone, quindi le molecole di anidride carbonica tenderanno a spostarsi nel polmone. Ciò accade in biologia cellulare, dove le piccole molecole si diffondono semplicemente attraverso la membrana cellulare, ma le molecole più grandi passano solo usando l'energia: vedi trasporto attivo.

Il movimento casuale delle molecole di fluido le fa espandere fino a quando un confine le blocca.

La diffusione è un processo passivo, quindi non richiede energia in quanto avviene lungo un gradiente di concentrazione.

Tasso di diffusione

La diffusione è influenzata da:

• il gradiente di concentrazione - diffusione sarà maggiore dove il gradiente è maggiore
• le temperature - la diffusione avverrà più velocemente quando le temperature sono più alte in quanto c'è più energia cinetica
• la superficie - la diffusione sarà maggiore dove è maggiore
• la distanza di diffusione - la diffusione sarà maggiore dove c'è una breve distanza di diffusione

Superficie e volume

In piccoli organismi unicellulari, la semplice diffusione può scambiare le molecole abbastanza rapidamente da mantenerle in vita. Un elevato rapporto superficie/volume aiuta.

Tuttavia, per l'organismo multicellulare la semplice diffusione non è sufficiente. Hanno bisogno di spostare più materiale su distanze più lunghe per rimanere in vita. Si sono evoluti per avere strutture interne e sistemi per un rapido movimento di distribuzione. Per esempio, gli esseri umani hanno i polmoni per far sì che la diffusione avvenga rapidamente. Lo stesso accade nelle piante con la foglia.