폭풍우 배수구에서 증기가 상승하고 자체의 온기 때문에 공기 중으로 상승하면서 시야에서 사라지는 것을 본 적이 있다면 가스 분자의 확산이 작용하는 것을 보셨을 것입니다.
방에 방향제를 뿌리면 뿌린 부위의 향이 점차 약해져서 서로 다른 가스 분자는 항상 더 적은 수의 "동료"가 가지고있는 지역 대기의 장소로 도달했습니다.
확산은 분자가 공간을 통해 이동하는 하나의 과정입니다. 때때로이 공간은 공기이고, 때로는 액체이며, 또 다른 경우에는 생물학적 세포막 영역에 국한되어 있습니다. 다양한 형태의 확산이 아니라면 실제로 신체의 세포가 제 역할을 할 수없고 빠르게 질식하고 굶어 죽을 것입니다.
화학의 확산이란 무엇입니까?
확산은 다음과 같이 정의됩니다. 수동태 투과성 막을 가로 지르는 용질 (예: 이산화탄소 분자)의 이동. 단어 "수동태"이 문장에서 많은 작업을 수행합니다. 이는 막을 가로 질러 용질을 반대쪽으로 연결시키기 위해 시스템에 에너지를 투입 할 필요가 없음을 의미합니다.
투과 막이 란? 이것은 분자가 특정 조건에서 통과 할 수 있도록하는 장벽 (보통 생물학적)의 이름입니다. 확산과 함께 에너지는 농도 구배에 의해 공급됩니다. 이는 물질이 자신과 분자 집단을 제한하는 공간에 균등하게 분포 될 때까지 물질이 가능한 모든 방향으로 이동하는 경향이 있기 때문입니다.
확산 속도에 영향을 미치는 요인
물질의 확산 속도는 여러 요인의 영향을받습니다. 평형에 도달 할 때까지 확산은 자연스럽게 계속되고 물질은 매체 전체에 고르게 분포됩니다. 또한 물질의 혼합물에서 각 물질은 다른 물질에 영향을받지 않는 자체 농도 구배를 가지고 있습니다. (이러한 다른 분자의 존재는 순전히 자신의 개별적인 움직임에 영향을 미칩니다. 크라우 딩).
농도 구배의 강도: 예상대로 원형질막의 농도 차가 클수록 용질이 빠르게 확산됩니다. 평형에 가까워지면 확산 속도가 느려집니다.
분자의 질량: CH와 같은 가벼운 분자4(메탄), 핵산의 긴 부분 (예: DNA)과 같이 더 큰 것보다 평균적으로 더 빠르게 이동합니다.
막의 면적과 두께
: 멤브레인의 면적이 증가할수록 확산율도 증가합니다. 그러나 두께를 늘리면 확산이 느려집니다. 교통량을 늘리지 않고 고속도로에 유료 도로를 추가하는 것이 고속도로 차량 흐름에 미치는 영향을 생각해보십시오 ( "면적"증가). 그런 다음 각 좁은 유료 차선을 불필요하게 0.5 마일 길이 ( "두께"증가)로 만드는 효과를 고려하십시오.온도: 분자는 실제로 생각할 수있는 다른 모든 것과 마찬가지로 온도에 따라 빠르게 확산되는 경향이 있습니다. 이것은 분자 사이의 무작위 충돌을 증가시키고 속도를 증가시키기 때문에 증가합니다. 확산.
용질 극성: 무극성 또는 지용성 물질은 극성 물질, 즉 순 전하가없는 분자 전체에 비대칭 전하 분포를 갖는 물질보다 원형질막을 더 쉽게 통과합니다.
용매의 밀도: 확산이 일어나는 유체의 밀도가 증가할수록 확산이 느려집니다. 이것이 탈수가 문제를 일으키는 한 가지 이유입니다. 더 두꺼운 세포 세포질 (세포 내부)은 필수 분자가 효소 및 기타 목적지로 수동적으로 이동하기 어렵게 만듭니다.
그레이엄의 법칙 : 기체가 액체에 용해 될 때 주어진 기체의 상대적인 확산 속도는 다음과 같습니다. 직접 그 액체의 용해도에 비례하지만 반대로 몰 질량의 제곱근에 비례합니다. 혈장 인체에서 이산화탄소는 산소 가스보다 약간 무겁지만 용해도는 22 배로이 설정에서 산소 확산 속도의 19 배가됩니다.
용질 경로의 거리: 다시 한 번 짐작할 수 있듯이 이동 경로가 짧을수록 분자 확산 속도가 빨라집니다.