Se você já viu o vapor subir de um ralo de tempestade e desaparecer de vista à medida que sobe no ar devido ao seu próprio calor, já viu a difusão das moléculas de gás em ação.
Quando você pulveriza purificador de ar em uma sala, e o cheiro na área onde você pulverizou torna-se gradualmente mais fraco, isso é o resultado de diferentes moléculas de gás invariavelmente encontrando seu caminho em direção a lugares na atmosfera local que menos de seus "pares" já alcançado.
A difusão é um processo pelo qual as moléculas se movem através do espaço. Às vezes, esse espaço é o ar, às vezes é líquido e, em outras ocasiões, está localizado na área de uma membrana celular biológica. Se não fosse por várias formas de difusão, de fato, as células de seu corpo seriam incapazes de fazer seu trabalho e rapidamente sufocariam e morreriam de fome.
O que é difusão em química?
A difusão é definida como o passiva movimento de um soluto (como uma molécula de dióxido de carbono) através de uma membrana permeável. A palavra "
passiva"trabalha muito nesta frase; isso significa que nenhuma energia precisa ser colocada no sistema para persuadir o soluto através da membrana para o outro lado.O que é uma membrana permeável? Este é o nome de uma barreira (geralmente biológica) que permite a passagem das moléculas sob certas condições. Com a difusão, a energia é fornecida pelo gradiente de concentração. Isso ocorre porque uma substância tende a se mover em qualquer direção possível até que seja distribuída uniformemente por todo o espaço que a confina e suas coortes moleculares.
Fatores que afetam a taxa de difusão
A taxa de difusão de uma substância é influenciada por uma série de fatores. Observe que a difusão continua naturalmente até que o equilíbrio seja alcançado e a substância seja uniformemente distribuída por todo o meio. Além disso, esteja ciente de que em uma mistura de substâncias, cada uma tem seu próprio gradiente de concentração que não é afetado por outras gradientes em seu meio (embora a presença dessas diferentes moléculas afete seus movimentos individuais por meio de aglomeração).
Força do gradiente de concentração: Como você pode esperar, quanto maior a diferença na concentração na membrana plasmática, mais rapidamente o soluto se difundirá por ela. Conforme o equilíbrio se aproxima, a taxa de difusão diminui.
Massa das moléculas: Moléculas mais leves, como CH4(metano), movem-se mais rapidamente em média do que os mais massivos, como longos segmentos de ácidos nucléicos (por exemplo, DNA).
Área e espessura da membrana: À medida que a área da membrana aumenta, também aumenta a taxa de difusão. Mas aumentar a espessura retarda a difusão. Pense no efeito sobre o fluxo de veículos nas rodovias de adicionar mais pedágios a uma rodovia sem aumentar o tráfego ("área" aumentada); em seguida, considere o efeito de tornar desnecessariamente cada faixa estreita com pedágio de meia milha de comprimento (maior "espessura").
Temperatura: As moléculas, como praticamente tudo que você possa imaginar, tendem a se difundir mais rapidamente com a temperatura aumenta, à medida que aumenta a colisão aleatória entre as moléculas e aumenta a taxa de difusão.
Polaridade do soluto: Não polar ou solúvel em lípidos os materiais passam mais facilmente através das membranas plasmáticas do que os materiais polares, ou seja, os materiais que têm distribuições de carga assimétricas entre as moléculas sem carga elétrica líquida.
Densidade do solvente: Conforme a densidade do fluido no qual a difusão ocorre aumenta, a difusão diminui. Esta é uma das razões pelas quais a desidratação causa problemas; um citoplasma de célula mais espesso (interior da célula) torna mais difícil para as moléculas vitais se moverem passivamente em direção a seus destinos enzimáticos e outros.
Lei de Graham: Quando um gás é dissolvido em um líquido, a taxa relativa de difusão de um determinado gás é diretamente proporcional à sua solubilidade naquele líquido, mas inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. No plasma sanguíneo do corpo humano, o dióxido de carbono é ligeiramente mais pesado do que o gás oxigênio, mas sua solubilidade é 22 vezes maior, dando a ele 19 vezes a taxa de difusão do oxigênio neste cenário.
Distância do caminho do soluto: Novamente, como você pode imaginar, caminhos mais curtos de viagem implicam taxas mais rápidas de difusão molecular.