Jika Anda pernah menyaksikan uap naik dari saluran pembuangan badai dan menghilang dari pandangan saat naik ke udara karena kehangatannya sendiri, Anda telah melihat difusi molekul gas beraksi.
Ketika Anda menyemprotkan pengharum ruangan ke dalam ruangan, dan aroma di area yang Anda semprotkan secara bertahap menjadi lebih lemah, ini adalah hasil dari molekul gas yang berbeda selalu menemukan jalan mereka menuju tempat-tempat di atmosfer lokal yang lebih sedikit dari "rekan-rekan" mereka telah their tercapai.
Difusi adalah salah satu proses dimana molekul bergerak melalui ruang. Kadang-kadang ruang ini adalah udara, kadang-kadang cair, dan kadang-kadang masih terletak di area membran sel biologis. Jika bukan karena berbagai bentuk difusi, pada kenyataannya, sel-sel tubuh Anda tidak akan dapat melakukan tugasnya dan akan dengan cepat mati lemas dan kelaparan.
Apa itu Difusi dalam Kimia?
Difusi didefinisikan sebagai pasif pergerakan zat terlarut (seperti molekul karbon dioksida) melintasi membran permeabel. kata "
pasif" melakukan banyak pekerjaan dalam kalimat ini; itu berarti bahwa tidak ada energi yang perlu dimasukkan ke dalam sistem untuk membujuk zat terlarut melintasi membran ke sisi lain.Apa itu membran permeabel? Ini adalah nama untuk penghalang (biasanya biologis) yang memungkinkan molekul melewatinya dalam kondisi tertentu. Dengan difusi, energi disuplai oleh gradien konsentrasi. Ini karena suatu zat cenderung bergerak ke segala arah sampai zat tersebut didistribusikan secara merata ke seluruh ruang yang membatasinya dan kelompok molekulnya.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Difusi
Laju difusi suatu zat dipengaruhi oleh sejumlah faktor. Perhatikan bahwa difusi secara alami berlanjut sampai kesetimbangan tercapai, dan zat didistribusikan secara merata ke seluruh mediumnya. Juga, perlu diketahui bahwa dalam campuran zat, masing-masing memiliki gradien konsentrasinya sendiri yang tidak terpengaruh oleh yang lain gradien di tengahnya (walaupun keberadaan molekul yang berbeda ini mempengaruhi pergerakan masing-masing kesesakan).
Kekuatan gradien konsentrasi: Seperti yang Anda duga, semakin besar perbedaan konsentrasi melintasi membran plasma, semakin cepat zat terlarut akan berdifusi melintasinya. Ketika kesetimbangan didekati, laju difusi melambat.
Massa molekul: Molekul yang lebih ringan, seperti CH4(metana), bergerak lebih cepat rata-rata daripada yang lebih masif, seperti segmen panjang asam nukleat (misalnya, DNA).
Luas dan ketebalan membran: Dengan bertambahnya luas membran, demikian pula laju difusi. Tetapi peningkatan ketebalan memperlambat difusi. Pikirkan efek pada arus kendaraan jalan raya dari penambahan lebih banyak jalan tol ke jalan raya tanpa meningkatkan lalu lintas (peningkatan "area"); kemudian pertimbangkan efek yang tidak perlu dengan membuat setiap jalur tol sempit sepanjang setengah mil (meningkatkan "ketebalan").
Suhu: Molekul, seperti hampir semua hal lain yang dapat Anda pikirkan, cenderung menyebar lebih cepat seiring suhu meningkat, karena ini meningkatkan tumbukan acak antara molekul dan meningkatkan laju difusi.
Polaritas zat terlarut: Non-polar atau larut dalam lemak bahan lebih mudah melewati membran plasma daripada bahan polar, yaitu bahan yang memiliki distribusi muatan asimetris di seluruh molekul tanpa muatan listrik bersih.
Kepadatan pelarut: Ketika densitas fluida tempat terjadinya difusi meningkat, difusi melambat. Ini adalah salah satu alasan dehidrasi menyebabkan masalah; sitoplasma sel yang lebih tebal (bagian dalam sel) mempersulit molekul-molekul vital untuk bergerak secara pasif menuju tujuan enzimatik dan lainnya.
hukum Graham: Ketika gas dilarutkan dalam cairan, laju difusi relatif dari gas tertentu adalah langsung sebanding dengan kelarutannya dalam cairan itu, tetapi terbalik sebanding dengan akar kuadrat dari massa molarnya. Dalam plasma darah tubuh manusia, karbon dioksida sedikit lebih berat daripada gas oksigen, tetapi kelarutannya 22 kali lebih besar, memberikannya 19 kali laju difusi oksigen dalam pengaturan ini.
Jarak jalur zat terlarut: Sekali lagi seperti yang Anda duga, jalur perjalanan yang lebih pendek menyiratkan tingkat difusi molekuler yang lebih cepat.