diffusion

Diffusion. De individuelle molekylers tilfældige bevægelser giver en nettostrøm af molekyler fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration af molekylet. På figuren ses, at når de røde molekyler diffunderer til højre, diffunderer de blå molekyler til venstre; dette resulterer i en jævn fordeling af de to typer molekyler.

.
Licens: Begrænset anvendelse

Diffusion. Figuren viser en blækklats diffusion i en skål med stillestående vand efter hhv. 30 sekunder, 54 minutter og 2,5 time.

.
Licens: Begrænset anvendelse

Diffusion er transport af partikler, fx atomer eller molekyler, fra et område med høj koncentration mod områder med lavere koncentration af partiklerne. Diffusion forekommer bl.a. ved sammenblanding af stoffer og ved kemiske reaktioner, hvorved antallet af molekyler ændres, og koncentrationsforskelle opstår.

Faktaboks

Etymologi
Ordet diffusion kommer af latin diffusio 'spredning', af dis- og afledn. af fundere 'hælde'.

Mængden af partikler, der flyttes ved diffusion, afhænger af koncentrationsforskellen og af diffusionskonstanten, som udtrykker, hvor hurtigt processen foregår. Denne er temperaturafhængig, således at diffusionshastigheden forøges med temperaturen. Diffusion er bl.a. beskrevet ved Ficks to love; Ficks 1. lov beskriver sammenhængen mellem partikelstrømmen og koncentrationsgradienten, mens Ficks 2. lov beskriver, hvorledes en koncentrationsprofil udbreder sig i rum og tid.

Diffusion i forskellige tilstandsformer

I væsker er diffusion normalt langsom, hvorfor omrøring vil fremskynde opblandingen af stofferne. Diffusion i gasser er væsentlig hurtigere; det er fx medvirkende til en jævn sammensætning af atmosfæren, selvom der tilføres gasser fra mange kilder. Diffusionshastigheden i gasser aftager med stigende tryk, mens den i væsker bl.a. afhænger af væskens viskositet. Diffusion i faste stoffer forløber uhyre langsomt i forhold til diffusion i væsker og gasser, men da processens hastighed forøges voldsomt med temperaturen, kan diffusion spille en afgørende rolle for materialers egenskaber ved højere temperaturer. Eksempelvis benyttes diffusion ved fremstilling af mikroelektroniske komponenter.

Diffusionspotential

I grænselaget mellem to forskellige elektrolytopløsninger, fx i en elektrokemisk celle, vil der foregå en diffusion af ionerne i opløsningerne. Normalt har ionerne i sådanne opløsninger forskellige vandringshastigheder, således at en ion af én ladningstype vil vandre hurtigere end en ion af modsat ladning. Derved opstår en potentialforskel, diffusionspotentialet, som må være så stor, at den positive ladningstransport bliver nøjagtigt lig med den negative. Dette medfører, at de hurtigt vandrende ioner bremses, og de langsomme accelereres, hvorved elektroneutraliteten opretholdes.

Fysiologi

Diffusion. Figuren viser, hvorledes koncentrationen af alkoholdampe har udbredt sig i stillestående luft fra positionen x = 0 efter hhv. 100, 1000 og 10.000 s. De viste fordelinger er fremkommet ved løsning af Ficks 2. lov og benævnes Gauss- eller normalfordelinger. Antallet af molekyler i det viste tilfælde er konstant, og arealet under de tre kurver er derfor ens, hvilket medfører, at molekylerne efter lang tid vil være spredt over et stort område med lav koncentration.

.
Licens: Begrænset anvendelse

Inde i celler, hvor afstandene er små, er diffusion en effektiv transportmekanisme for relativt små molekyler. Molekylet ATP leverer energien til de fleste energikrævende processer i levende celler: Et molekyle ATP kan på blot ca. 0,2 sekund diffundere 10 μm; en strækning, der svarer til diameteren af mange dyreceller.

En del af stoftransporten over cellens plasmamembran sker ved diffusion. Transporten af de biologisk vigtige gasarter ilt og kuldioxid sker ved diffusion gennem plasmamembraner og membraner i blodkredsløbets mindste kar, kapillærerne. Den nødvendige koncentrationsforskel skabes i dette tilfælde ved forbrug af ilt og produktion af kuldioxid ved stofskifteprocesser inde i cellerne. Diffusion er derimod ikke effektiv over store afstande, og ilt og kuldioxid transporteres mellem lunger og celler vha. blodets røde blodlegemer.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig