Sự khác biệt cơ bản giữa hai loại là - Thẩm thấu là sự di chuyển của dung môi (nước) từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn thông qua màng bán định, để duy trì trạng thái cân bằng. Mặt khác, khuếch tán có thể được mô tả là sự chuyển động của các phân tử (rắn, lỏng hoặc khí) từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn, nhưng không qua màng bán kết.
Cả hai loại này là những ví dụ về vận chuyển thụ động . Đó là quá trình tự nhiên xảy ra bên trong cơ thể và do đó thúc đẩy sự chuyển động của các phân tử mà không yêu cầu năng lượng. Chuyển động có thể thông qua nồng độ cao hơn đến nồng độ thấp hơn hoặc từ nồng độ thấp hơn đến nồng độ cao hơn và sự khác biệt về nồng độ của các hạt được gọi là gradient nồng độ .
Quá trình này được thực hiện để cân bằng độ dốc nồng độ ở cả hai phía của màng đặc biệt là trong trường hợp nước (dung môi). Trong nội dung sau đây, chúng tôi sẽ xem xét sự khác biệt chính giữa cả hai loại chuyển động, tiếp theo là một cuộc thảo luận ngắn gọn.
Biểu đồ so sánh
| Cơ sở để so sánh | Thẩm thấu | Khuếch tán |
|---|---|---|
| Ý nghĩa | Sự di chuyển của chất lỏng (dung môi) đặc biệt là nước từ nồng độ vùng cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn, thông qua màng bán định được gọi là thẩm thấu. | Sự chuyển động của các phân tử (rắn, lỏng hoặc khí) từ vùng có nồng độ cao hơn sang nồng độ vùng thấp hơn, nhưng không nhất thiết phải qua màng bán thấm được gọi là khuếch tán. |
| Màng bán thấm | Các chuyển động là thông qua màng bán thấm. | Chuyển động là trực tiếp và không yêu cầu màng bán thấm. |
| Trung bình | Quá trình này đảm nhận trong môi trường lỏng. | Quá trình này được thực hiện trong bất kỳ phương tiện nào (rắn, lỏng và khí). |
| Loại phân tử khuếch tán | Sự chuyển động về cơ bản là dung môi (nước). | Sự chuyển động có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí. |
| Tỷ lệ quá trình | Thẩm thấu là một quá trình chậm. | Khuếch tán là quá trình nhanh chóng. |
| Năng lượng miễn phí | Thẩm thấu phụ thuộc vào dung môi này với dung môi khác để giảm năng lượng tự do. | Đó là sự chuyển động của các phân tử từ vùng năng lượng tự do cao hơn của chúng sang vùng năng lượng tự do thấp hơn. |
| Tầm quan trọng | 1. Thẩm thấu rất quan trọng ở động vật để duy trì nước ở cấp độ tế bào, cũng như trong việc vận chuyển các chất dinh dưỡng, khuếch tán tế bào. 2. Ở thực vật, rất hữu ích trong việc duy trì độ vênh, cung cấp hỗ trợ cơ học, ngăn ngừa mất nước quá mức và chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ nước từ đất. | Khuếch tán rất quan trọng ở động vật tại thời điểm tạo ra năng lượng, trong quá trình hô hấp, nó giúp trao đổi khí, trong khi ở thực vật, nó cũng hữu ích trong quá trình thoát hơi nước và quang hợp. |
Định nghĩa thẩm thấu
Chức năng của thẩm thấu là duy trì trạng thái cân bằng ở cả hai phía của màng và do đó trong quá trình này có sự chuyển động duy nhất của phân tử nước, còn được gọi là dung môi .
Để giữ cân bằng nội môi, phân tử nước di chuyển sidelong từ nồng độ nước cao hơn đến khu vực có nồng độ nước thấp hơn . Và cũng từ nồng độ chất tan thấp hơn đến nồng độ chất tan cao hơn. Đáng chú ý, các phân tử nước được đưa qua một màng bán thấm . Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng thẩm thấu là một loại khuếch tán đặc biệt.
Thẩm thấu rất quan trọng trong việc phân phối các chất dinh dưỡng và giải phóng chất thải trao đổi chất ra khỏi cơ thể, và trong việc duy trì gradient nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào.
Trong thực vật thẩm thấu rất hữu ích trong việc hấp thụ nước từ đất, nó giúp duy trì mực nước, ngay cả khi mất nước, tế bào để khuếch tán tế bào, cũng cung cấp hỗ trợ cơ học.
Các yếu tố ảnh hưởng đến thẩm thấu là:
- Khoảng cách khuếch tán
- Độ dốc tập trung.
- Nhiệt độ.
Áp suất thẩm thấu
Nó có thể được định nghĩa là áp suất tác động lên dung dịch, để ngăn chặn sự đi qua của dung môi vào dung dịch, trong đó cả hai được ngăn cách bởi một màng bán kết.
Giải pháp Hypotonic - Giải pháp với áp suất tương đối thấp và nồng độ dung môi cao, tại đây các tế bào hấp thụ nước, trương nở và vỡ.
Giải pháp Hypertonic - Giải pháp có áp suất thẩm thấu tương đối cao hơn và nồng độ chất tan cao, ở đây các tế bào co lại do mất nước.
Dung dịch đẳng trương - Dung dịch có áp suất thẩm thấu bằng nhau (iso-osmotic) và nồng độ chất tan và dung môi ở mức, do đó, tế bào được duy trì và do đó không có sự thay đổi về thể tích và hình dạng tế bào.
Các loại thẩm thấu là:
- Thẩm thấu ngược.
- Thẩm thấu về phía trước.
Áp dụng thẩm thấu
1. Truyền máu - được sử dụng trong bệnh viện để điều trị bỏng, mất nước, v.v.
2. Cân bằng chất lỏng và lượng máu - Chất lỏng được cân bằng của từng tế bào của cơ thể do sự thẩm thấu.
3. Phù do hạ đường huyết - Phù xảy ra do áp lực huyết tương thấp hơn trong huyết tương, dẫn đến tích tụ chất lỏng trong không gian mô.
4. Hồng cầu và dễ vỡ - Nó ngăn ngừa vỡ màng huyết tương của hồng cầu, tình trạng được gọi là tan máu.
Định nghĩa khuếch tán
Sự chuyển động của các phân tử như rắn, khí hoặc lỏng, từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn. Lý do cho sự chuyển động này là các phân tử chuyển động ngẫu nhiên có nồng độ cao sở hữu năng lượng tự do và khi chúng di chuyển đến vùng có nồng độ thấp hơn, trạng thái cân bằng của phân tử khuếch tán cùng với lợi ích của năng lượng tự do đã đạt được. Không có vai trò màng bán thấm .
Do đó khuếch tán rất quan trọng trong việc tạo ra năng lượng, tại thời điểm hô hấp, nó giúp trao đổi khí ở động vật, nó cũng hữu ích trong quá trình thoát hơi nước và quang hợp ở thực vật.
Ví dụ: Nếu một giọt mực xanh được cho vào bình chứa đầy nước, mực sẽ được phân phối đều trên mặt nước và các hạt sẽ được phân phối khắp nơi, đây là ví dụ đơn giản nhất về khuếch tán.
Một ví dụ khác để giải thích sự khuếch tán là của bất kỳ loại xịt nào như chất khử mùi, nước hoa, vì vậy khi chúng được sử dụng hoặc mở ra, các phân tử khí được phân phối đều ở một không gian có sẵn nhất định.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khuếch tán là:
- Trọng lượng phân tử - Trọng lượng phân tử càng lớn, chậm hơn sẽ là chuyển động của các phân tử.
- Độ dốc tập trung - Độ chênh lệch càng cao, tốc độ chuyển động của các phân tử càng cao
- Áp suất - Áp suất càng cao, thấp hơn sẽ là tốc độ khuếch tán do sự gia tăng số lượng va chạm.
- Nhiệt độ - Nhiệt độ càng cao, chuyển động của các hạt càng cao.
Các loại khuếch tán là:
1. Khuếch tán bề mặt.
2. Khuếch tán tập thể.
3. Khuếch tán electron.
4. Khuếch tán thuận lợi.
5. Khuếch tán Brown.
6. Nỗ lực.
7. Khuếch tán khí.
8. Khuếch tán photon.
9. Tự khuếch tán.
10. Khuếch tán ngược.
11. Khuếch tán động lượng.
12. Khuếch tán Knudsen.
Ứng dụng khuếch tán
1. Rất ít chất dinh dưỡng được hấp thụ trong đường tiêu hóa chỉ thông qua khuếch tán, như khoáng chất, vitamin, pentose.
2. Trao đổi khí như oxy và carbon dioxide trong phổi và các mô chỉ xảy ra thông qua khuếch tán.
3. Truyền chất thải trong ống thận xảy ra do khuếch tán.
Sự khác biệt chính giữa thẩm thấu và khuếch tán
Sau đây là sự khác biệt đáng kể giữa thẩm thấu và khuếch tán:
- Thẩm thấu là sự di chuyển của chất lỏng (dung môi) đặc biệt là nước từ nồng độ vùng cao hơn đến nồng độ vùng thấp hơn, thông qua màng bán thấm. Khuếch tán có thể được định nghĩa là sự di chuyển của các phân tử (rắn, lỏng hoặc khí) từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn, nhưng không nhất thiết phải qua màng bán thấm được gọi là khuếch tán.
- Chuyển động của các phân tử là thông qua màng bán thấm trong thẩm thấu, trong khi đó trong chuyển động khuếch tán là trực tiếp và không cần màng bán thấm.
- Thẩm thấu chỉ thực hiện trong môi trường lỏng, trong khi đó quá trình khuếch tán diễn ra trong bất kỳ môi trường nào (rắn, lỏng và khí).
- Nước chỉ là phân tử khuếch tán trong thẩm thấu; Mặt khác, sự chuyển động có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí trong quá trình khuếch tán.
- Thẩm thấu là một quá trình chậm và khuếch tán là quá trình nhanh .
- Sự thẩm thấu phụ thuộc vào dung môi này với dung môi khác để giảm năng lượng tự do, trong khi đó trong trường hợp khuếch tán sự chuyển động của các phân tử là từ vùng năng lượng tự do cao hơn của chúng sang vùng năng lượng tự do thấp hơn .
- Quá trình thẩm thấu rất quan trọng ở động vật trong việc duy trì nước ở cấp độ tế bào, trong việc vận chuyển các chất dinh dưỡng, tế bào
khuếch tán. Ở thực vật, nó rất hữu ích trong việc duy trì độ vênh, cung cấp hỗ trợ cơ học, ngăn ngừa mất nước quá mức và chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ nước từ đất. Trong khi đó quá trình khuếch tán rất quan trọng ở động vật tại thời điểm tạo ra năng lượng, trong quá trình hô hấp, nó giúp trao đổi khí, trong khi ở thực vật, nó cũng hữu ích trong quá trình thoát hơi nước và quang hợp.
Phần kết luận
Vì vậy, về mặt khái quát, chúng ta có thể nói rằng sự xen kẽ của các phân tử, để duy trì trạng thái cân bằng là quá trình xảy ra tự nhiên trong cơ thể, và được gọi là thẩm thấu và khuếch tán. Mặc dù quá trình vật lý này đôi khi cũng khó hiểu. Nhưng có một giá trị quan trọng trong lĩnh vực khoa học.
Để duy trì cân bằng nội môi của cơ thể và cũng để cân bằng giữa các cơ chế bên trong khác nhau thông qua hoạt động của tế bào bên trong, các khái niệm này thường xuyên được so sánh và thảo luận. Và vì vậy chúng ta có thể nói rằng trong quá trình thẩm thấu, chỉ có phân tử nước có thể hiển thị chuyển động trên màng bán thấm và trong chất lỏng khuếch tán và chất khí có thể di chuyển.
