Na szybkość dyfuzji wpływa kilka czynników, w tym temperatura, różnica w stężeniu i rozmiar cząstek. Na szybkość dyfuzji wpływa również zmiana odległości pomiędzy punktami, w których występuje dyfuzja.
Dyfuzja to ruch atomów lub cząstek z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niższym stężeniu. Jest to również określane jako zmiana gradientu stężenia. Gradient stężenia jest zasadniczo różnicą stężenia cząsteczek wewnątrz i na zewnątrz komórki. Szybkość dyfuzji jest wprost proporcjonalna do gradientu stężenia, co oznacza, że jeśli stężenie molekularne jest wyższe poza ściankami komórki, cząsteczki będą się przemieszczać do komórki. Oznacza to, że gradient stężenia jest dodatni. Gradient stężenia uważa się za ujemny, gdy w komórce znajduje się więcej cząsteczek.
Rozmiar cząstki i współczynnik dyfuzji
Wielkość cząstek jest jednym z czynników wpływających na szybkość dyfuzji. W danej temperaturze mniejsze cząstki będą poruszać się szybciej niż większe cząstki. Oznacza to, że szybkość dyfuzji jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości cząstki lub odwrotnie. Większa cząstka ma mniejszą bezwładność, co oznacza, że powoduje wolniejszą dyfuzję. Jednak temperatura i rozmiar cząstek są wprost proporcjonalne. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta szybkość dyfuzji. Cząsteczki przyspieszają w wyższych temperaturach, ponieważ więcej energii jest do ich dyspozycji. Innym wyjaśnieniem tego procesu jest to, że temperatura zwiększa energię kinetyczną, która wyzwala ruch cząsteczki w szybszym tempie. To z kolei zwiększa szybkość dyfuzji.
Wpływ lepkości na współczynnik dyfuzji
Innym czynnikiem wpływającym na szybkość dyfuzji jest lepkość. W bardziej lepkiej substancji, która jest grubsza, cząstki mają trudności z poruszaniem się. Dlatego poruszają się z mniejszymi prędkościami niż w mniej lepkiej substancji. Na przykład cząstki poruszają się wolniej w substancji stałej, takiej jak masło, niż w mniej gęstej substancji, takiej jak woda.
Jak odległość wpływa na współczynnik dyfuzji
Różnice w odległości między dwoma punktami dyfuzji również wpływają na szybkość dyfuzji. Kiedy cząsteczki są bliżej siebie, odległość jest mniejsza, którą muszą pokryć cząsteczki. Oznacza to, że mają wyższy wskaźnik dyfuzji. Kiedy cząstki są dalej, molekuły potrzebują dłuższego czasu na przejście między nimi, co powoduje niższy współczynnik dyfuzji.
Dyfuzja przez błony komórkowe może mieć miejsce z kilkoma substancjami. Jony, woda i cząsteczki potrzebne do podstawowych funkcji komórkowych mogą wchodzić i wychodzić z komórek poprzez dyfuzję. Dyfuzja może przybierać dwie formy, które ułatwiają dyfuzję i prostą dyfuzję bierną. W ułatwionej dyfuzji białka nośnikowe w błonie komórkowej działają jako odźwierniki, regulując typ cząsteczek, które wchodzą do komórek i wychodzą z nich. Podczas prostej dyfuzji biernej, cząsteczki, które są wystarczająco małe, mogą przechodzić przez dwuwarstwę lipidową błony komórkowej. Na dyfuzję wpływa kilka czynników, w tym cząsteczki rozpraszające, właściwości komórki i otoczenie wokół komórki.
Przykłady dyfuzji
Kilka typowych przykładów pokazuje dyfuzję w pracy w codziennym życiu. W roślinach dyfuzja zachodzi na kilka sposobów. Obejmuje to korzenie biorące w sobie wodę i składniki odżywcze z gleby, wodę i składniki odżywcze przenoszone na wszystkie składniki rośliny, dwutlenek węgla dyfundujący do liści rośliny poprzez proces fotosyntezy i roślinę uwalniającą tlen przez szparki na jej liściach.
