멤브레인을 통한 삼투 및 투석 확산
확산의 가장 흥미로운 예 중 일부는 확산 속도에 영향을 미치는 장벽을 통해 발생합니다. 예를 들어,엡섬 소금에 부은 발목을 담그면 물 이 피부를 통해 확산됩니다. 많은 물질은 세포막을 통해서 일정하게 이동한다;산소는 안으로 이동하고,이산화탄소는 밖으로 이동하고,양분은 들어가고,낭비는,예를 들면 나간다. 막은 얇은 구조이기 때문에(일반적으로 6.5×10-9 10×10-9m 에서)요금 확산을 통해 그들 높아질 수 있습니다. 막을 통한 확산은 중요한 수송 방법입니다. 막은 일반적으로 선택적으로 투과성 또는 반투과성이다. (그림 3 참조.)반투과성 막의 한 유형은 작은 분자 만 통과 할 수있는 작은 기공을 가지고 있습니다. 막의 다른 유형에서는,분자는 막에서 실제로 녹일지도 모르곱니다 또는 가로 건너서 움직이고 있는 동안 막에 있는 분자로 반작용합니다. 막 기능은,실제로,뿐만 아니라 생리학을 포함하는 다량 현재 연구의 주제,또한 화학 및 물리학이다.
그림 3. (에이)단지 작은 분자가 통과 할 수 있도록 작은 기공을 가진 반투과성 막. (비)특정 분자는이 막에 용해하고 그것을 가로 질러 확산.
삼투는 고농도 영역에서 저농도 영역으로 반투과성 막을 통한 물 수송이다. 삼투는 물 농도에 있는 불균형에 의해 몹니다. 예를 들어,물 엡 섬 소금 보다 몸에 더 집중 되어 있습니다. 엡 섬 소금에 부 어 발목을 흡수 하면 물 소금의 낮은 농도 영역으로 몸 밖으로 이동 합니다. 유사하게,투석은 농도 차이로 인해 반투성 막을 통한 다른 분자의 수송이다. 삼투와 투석은 둘 다 신장에 의해 혈액을 정화하기 위하여 이용됩니다. 삼투는 상당한 압력을 만들 수 있습니다.
도 4 에 도시된 바와 같이,삼투가 얼마 동안 계속되면 어떤 일이 일어나는지 고려한다. 물 삼 투에 의해 왼쪽에서 오른쪽,어디 덜 집중,상승 오른쪽에 솔루션을 일으키는 지역에 이동 합니다. 이 운동은 오른쪽 유체의 여분의 높이에 의해 생성 된 압력이 더 삼투를 막을 수있을만큼 충분히 커질 때까지 계속됩니다. 이 압력을 배압이라고합니다. 삼투를 멈추는 배압은 어느 용액도 순수한 물이면 상대 삼투압이라고도 하며,한 용액이 순수한 물이면 삼투압이라고도 합니다. 삼투압은 농도 차이의 크기에 따라 클 수 있습니다. 예를 들어,순수한 물 및 바다 물 소금,통과 하지 않는 반투과성 막에 의해 분리 되는 경우 삼투압 25.9 기 압 될 것입니다. 이 값은 물 소금 물 표면 순수한 물 표면 위에 268 미터 상승 때까지 막을 통해 확산 됩니다 의미! 삼투에 의해 생성 된 압력의 한 예는 식물의 팽창입니다(너무 건조 할 때 많은 시들음). 터고르는 세포의 액체가 세포벽에 압력을 가하는 식물의 상태를 설명합니다. 이 압력은 플랜트 지원을 제공합니다. 투석은 마찬가지로 상당한 압력을 유발할 수 있습니다.
그림 4. ()두 설탕 물 솔루션 다른 농도,물 하지만 설탕을 통과 하는 반투과성 막에 의해 분리. 물 덜 집중 이후 삼 투 오른쪽 될 것입니다. (비)유체 레벨 상승 때까지 배압 피 겔즈 상대 삼투압;다음,순 전송 물 0 입니다.
역 삼투 및 역 투석(여과라고도 함)은 배압이 막을 통해 물질의 정상적인 방향을 역전시키기에 충분할 때 발생하는 과정입니다. 배압은 그림 4 의 오른쪽과 같이 자연스럽게 생성 될 수 있습니다. (피스톤은 또한 이 압력을 창조할 수 있습니다.)역삼투는 단순히 소금을 통과하지 않을 막을 통해서 그것을 강제해서 물 염분제거하기 위하여 이용될 수 있습니다. 유사하게,반전 투석은 주어진 막이 통과하지 않을 어떤 물질든지 제거하기 위하여 이용될 수 있습니다.
막을 통한 물질의 이동에 대한 또 하나의 예는 언급 할 가치가있다. 우리는 때때로 물질이 우리가 기대하는 것과 반대 방향으로 통과한다는 것을 알게됩니다. 예를 들어 사이프러스 나무 뿌리는 소금물에서 순수한 물 을 추출하지만 삼투는 반대 방향으로 물 을 이동시킵니다. 그것을 일으키는 원인이 되는 역 압력이 없기 때문에,이것은 역삼투가 아닙니다. 무슨 일이 일어나고 있는지라고 활성 전송,살아있는 막이 그것을 통해 물질을 이동하는 에너지를 소비하는 과정. 많은 살아있는 막은 능동적 인 수송을 통해 물 및 기타 물질을 이동시킵니다. 신장은,예를 들면,뿐만 아니라 삼투와 투석을 이용합니다—또한 혈액으로 그리고에서 물질을 이동하기 위하여 뜻깊은 활동적인 수송을 채택합니다. 실제로,신체 에너지의 25%이상이 세포 수준에서 물질의 활성 수송에 소비되는 것으로 추정됩니다. 활성 수송의 연구는 미생물학,생물 물리학,생화학의 영역으로 우리를 운반하고 살아있는 구조에 자연의 법칙의 매혹적인 응용 프로그램입니다.