Difusi dan Osmosis

Osmosis adalah hasil difusi melintasi membran semipermeabel. Jika dua larutan dengan konsentrasi berbeda dipisahkan oleh membran semipermeabel, maka pelarut akan cenderung berdifusi melintasi membran dari yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat. Proses ini disebut osmosis . Pada tingkat seluler, kedua proses adalah jenis transportasi pasif.

Membran semipermeabel adalah lapisan bahan yang sangat tipis yang memungkinkan molekul kecil, seperti oksigen, air, karbon dioksida, amonia, glukosa, asam amino, dll., Lewat. Namun, mereka tidak membiarkan molekul yang lebih besar, seperti sukrosa, protein, dll. Melewatinya.

Grafik perbandingan

Grafik perbandingan difusi versus Osmosis
Difusi Osmosa
Apa itu?Difusi adalah pergerakan partikel secara spontan dari area konsentrasi tinggi ke area konsentrasi rendah. (mis. penyedap teh bergerak dari area konsentrasi tinggi ke rendah dalam air panas.)Osmosis adalah pergerakan bersih air secara spontan melintasi membran semipermeabel dari daerah konsentrasi terlarut rendah ke larutan yang lebih pekat, hingga gradien konsentrasi. Ini menyamakan konsentrasi di kedua sisi membran.
ProsesDifusi terutama terjadi dalam keadaan gas atau dalam molekul gas dan molekul cair (mis. Molekul 2 gas bergerak konstan dan jika membran yang memisahkannya dihilangkan, gas akan bercampur karena kecepatan acak.)Itu terjadi ketika media yang mengelilingi sel memiliki konsentrasi air yang lebih tinggi daripada sel. Sel mendapatkan air bersama dengan molekul dan partikel penting untuk pertumbuhan. Ini juga terjadi ketika air dan partikel bergerak dari satu sel ke sel lainnya.
PentingnyaUntuk menciptakan energi; Membantu pertukaran gas selama respirasi, fotosintesis, dan transpirasi.Pada hewan, osmosis mempengaruhi distribusi nutrisi dan pelepasan produk sisa metabolisme. Pada tanaman, osmosis sebagian bertanggung jawab untuk penyerapan air tanah dan untuk peningkatan cairan ke daun tanaman.
Gradien KonsentrasiBeranjak dari gradien konsentrasi tinggi ke gradien konsentrasi rendahMemindahkan gradien konsentrasi
airTidak perlu air untuk bergerakMembutuhkan air untuk bergerak
ContohnyaParfum atau Pengharum Udara tempat molekul gas berdifusi ke udara menyebarkan aroma.Gerakan air ke sel-sel rambut akar.

Proses Osmosis vs Difusi

Proses difusi. Beberapa partikel (merah) dilarutkan dalam segelas air. Awalnya, semua partikel berada di dekat salah satu sudut gelas. Ketika semua partikel bergerak secara acak ("berdifusi") di dalam air, mereka akhirnya terdistribusi secara acak dan seragam.

Difusi terjadi ketika gerakan jaring spontan dari partikel atau molekul menyebarkannya dari area konsentrasi tinggi ke area konsentrasi rendah melalui membran semipermeabel. Ini hanyalah hasil statistik dari gerakan acak. Seiring berjalannya waktu, gradien diferensial konsentrasi antara tinggi dan rendah akan turun (menjadi semakin dangkal) sampai konsentrasi disamakan.

Difusi meningkatkan entropi (keacakan), mengurangi energi bebas Gibbs, dan karenanya merupakan contoh yang jelas dari termodinamika. Difusi beroperasi di dalam batas-batas Hukum Kedua Termodinamika karena ia menunjukkan kecenderungan alam untuk "mengendur", untuk mencari keadaan energi yang kurang terkonsentrasi, sebagaimana dibuktikan dengan meningkatnya entropi.

Osmosis adalah proses difusi air melintasi membran semipermeabel. Molekul air bebas melewati membran sel di kedua arah, baik masuk atau keluar, dan dengan demikian osmosis mengatur hidrasi, masuknya nutrisi dan aliran limbah, di antara proses lainnya.

Osmosis dalam sel tumbuhan

Misalnya, jika media yang mengelilingi sel tumbuhan atau hewan memiliki konsentrasi air yang lebih tinggi daripada sel, maka sel tersebut akan memperoleh air melalui osmosis. Hasil keseluruhannya adalah air memasuki sel dan sel cenderung melembabkan dan membengkak. Jika medium memiliki konsentrasi air yang lebih rendah daripada sel, ia akan kehilangan air karena osmosis karena saat ini lebih banyak air yang meninggalkan sel daripada masuknya. Karena itu sel akan menyusut. Jika konsentrasi air dalam medium persis sama maka sel akan tetap berukuran sama sementara keseimbangan konsentrasi itu tetap. Dalam setiap situasi, pergerakan pelarut adalah dari larutan yang kurang terkonsentrasi (hipotonik) ke larutan yang lebih terkonsentrasi (hipertonik), yang cenderung mengurangi perbedaan konsentrasi (penyamaan).

Perbedaan Fungsi

Sementara osmosis mempengaruhi distribusi nutrisi dan pelepasan produk-produk limbah metabolisme pada hewan; pada tanaman, osmosis sebagian bertanggung jawab untuk penyerapan air tanah dan untuk peningkatan cairan ke daun tanaman.

Difusi dapat terjadi melalui membran sel, dan membran memungkinkan molekul kecil seperti air (H 2 O), oksigen (O 2 ), karbon dioksida (CO 2 ), dan lain-lain untuk melewatinya dengan mudah. Karena itu, sementara osmosis membantu tanaman menyerap air dan cairan lain, difusi membantu molekul lain untuk melewatinya dan karenanya memfasilitasi proses fotosintesis. Kedua proses membantu tanaman untuk menciptakan energi dan nutrisi penting lainnya.

Berbagai Jenis Osmosis dan Difusi

Efek osmotik dari berbagai solusi pada sel darah

Dua jenis Osmosis adalah:

  • Reverse Osmosis : Tekanan osmotik menentukan pada titik mana gradien diferensial antara zat terlarut tinggi dan rendah memicu osmosis. Dalam reverse osmosis, peningkatan tekanan volumetrik atau atmosfer akan "mendorong" partikel terlarut lebih tinggi melewati membran, mengatasi celah yang mungkin ada ketika tekanan osmotik tidak memungkinkan difusi melalui membran. Proses ini sering digunakan untuk menyaring air dari kotoran ketika konsentrasinya terlalu rendah untuk osmosis biasa, tetapi air yang lebih bersih masih diperlukan, seperti dalam operasi desalinasi dan farmasi.
  • Forward Osmosis : Tidak seperti reverse osmosis, yang bergerak dari konsentrasi tinggi ke rendah, osmosis maju memaksa partikel terlarut rendah untuk pindah ke zat terlarut yang lebih tinggi - pada dasarnya, kebalikan dari proses osmotik normal. Sedangkan reverse osmosis "mendorong" partikel, osmosis ke depan "menarik" mereka, menghasilkan air yang lebih bersih.

Jenis - jenis difusi adalah:

  • Difusi permukaan : Terlihat setelah menjatuhkan zat tepung pada permukaan cairan.
  • Gerakan Brown : Gerakan acak yang diamati di bawah mikroskop ketika partikel melompati, tergelincir, dan melesat di dalam cairan.
  • Difusi kolektif : Difusi sejumlah besar partikel dalam cairan yang tetap utuh atau berinteraksi dengan partikel lain.
  • Osmosis : Difusi air melalui membran sel.
  • Efusi : Terjadi ketika gas menyebar melalui lubang-lubang kecil.
  • Difusi elektron : Pergerakan elektron yang menghasilkan arus listrik.
  • Difusi yang difasilitasi : Transportasi pasif ion atau molekul secara spontan melintasi membran sel (berbeda karena terjadi di luar fase aktif osmosis atau difusi intraseluler).
  • Difusi gas : Digunakan terutama dengan uranium hexafluoride untuk menghasilkan uranium yang diperkaya untuk reaktor nuklir dan senjata.
  • Difusi Knudsen : Ukuran variabel interaktivitas partikel dalam pori membran, terkait dengan ukuran partikel dan panjang serta diameter pori.
  • Difusi Momentum : Penyebaran momentum antar partikel terutama dalam cairan, dipengaruhi oleh viskositas cairan (viskositas lebih tinggi = difusi momentum lebih tinggi).
  • Difusi Foton : Pergerakan foton dalam suatu material, kemudian tersebar saat memantul dari berbagai kepadatan di dalamnya. Digunakan dalam tes medis sebagai pencitraan optik difus.
  • Reverse Difusion : Mirip dengan osmosis maju, dengan konsentrasi rendah bergerak ke tinggi, tetapi mengacu pada pemisahan partikel, bukan hanya air.
  • Difusi-sendiri : Koefisien yang mengukur seberapa banyak difusi yang akan dimiliki oleh suatu jenis partikel ketika gradien kimianya nol (netral atau seimbang).

Artikel Terkait