A definição formal de um gradiente de concentração é o processo de partículas, que são às vezes chamados de solutos, movendo-se através de uma solução ou gás a partir de uma área com um maior número de partículas a uma área com um número menor de partículas. As áreas são tipicamente separadas por uma membrana. Esta membrana pode ser permeável, semi-permeável ou não permeável., Permeável é definida como uma membrana que pode ser atravessada por partículas, íons ou água. Semi-permeável significa que algumas partículas, íons ou água podem atravessar a membrana. Finalmente, uma membrana não permeável significa que nenhuma partícula, íons ou água podem atravessar a membrana.
um exemplo que pode ajudá-lo a entender os diferentes tipos de membranas seriam diferentes tipos de vedações. Uma cerca de madeira permitiria que muitas coisas passassem-este seria um exemplo de uma membrana permeável., Uma cerca de elos de cadeia permitiria que alguns pequenos itens passassem por ela-isto seria como uma membrana semi-permeável. Uma cerca de plástico sólido não permitiria que os itens passassem por ela-isso representaria uma membrana não permeável.
A função de Gradientes de Concentração
gradientes de Concentração são uma consequência natural das leis da física., No entanto, os seres vivos encontraram muitas maneiras de usar suas propriedades para realizar funções importantes da vida. Os organismos que necessitam de mover uma substância para dentro ou para fora das suas células, por exemplo, podem utilizar o movimento de uma substância para baixo do seu gradiente de concentração para transportar outra substância em conjunto.
organismos também podem usar gradientes de concentração para realizar mudanças súbitas ou movimentos, libertando elevadas concentrações de soluto para se mover para áreas de baixa concentração. Neurônios são um exemplo de células que usam altas concentrações de solutos para realizar mudanças rápidas.,
Exemplos Cotidianos de Gradiente de Concentração
A concentração de perfume moléculas é maior em áreas da pele que tiveram perfume ou loção pós-barba aplicada diretamente. Outros podem sentir o cheiro porque algumas dessas moléculas estão sempre viajando para longe da pessoa perfumada, a fonte, para o ar—movendo-se para baixo do gradiente de concentração, de uma alta concentração para uma concentração mais baixa. Eventualmente, as moléculas de cheiro são tão dispersas que não podem mais ser detectadas.,
pense no cheiro desagradável do fedor de Doninha, quando uma doninha pulverizou ou foi atingida por um veículo. À medida que uma pessoa se aproxima da fonte do fedor da doninha, o cheiro fica mais forte, porque as “moléculas fedorentas” estão mais concentradas mais perto da fonte.
Moléculas não só viajam através do ar, mas através de outros meios de comunicação., Quando uma pessoa coloca creme no seu café, as moléculas de creme eventualmente saltariam em torno do copo, movendo-se para baixo o gradiente de concentração até ser distribuído uniformemente. No entanto, a maioria dos bebedores de café não esperam que isso aconteça. Eles introduzem energia adicional, mexendo o café e acelerando o processo.
definição de gradiente de concentração Biologia
na biologia celular, a difusão é uma forma principal de transporte para materiais necessários, tais como aminoácidos dentro das células., A difusão de solventes, como a água, através de uma membrana semipermeável, é classificada como osmose.
o metabolismo e a respiração dependem em parte da difusão, além de processos em massa ou ativos. Por exemplo, nos alvéolos dos pulmões de mamíferos, devido a diferenças nas pressões parciais através da membrana alveolar-capilar, o oxigénio difunde-se no sangue e o dióxido de carbono difunde-se. Os pulmões contêm uma grande área de superfície para facilitar este processo de troca de gás.
o que um gradiente de concentração tem A ver com uma caminhada aleatória?,
Lembras-te da caminhada aleatória tendenciosa? Há sempre uma razão para preconceitos. As bactérias podem influenciar as suas caminhadas com base no gradiente de concentração de uma determinada substância química. Assim, mesmo que cada passo esteja numa direcção Aleatória, o comprimento do passo é mais longo se a bactéria estiver a deslocar-se para uma concentração mais elevada do que se a bactéria estiver a deslocar-se para uma concentração mais baixa.
let’s watch the based random walk video again, this time with the concentration gradient in the background. Agora você pode ver a razão para o preconceito na caminhada!,como é que as bactérias podem dizer se estão a mover-se para uma concentração maior ou menor?
quando uma bactéria está à procura de um determinado sinal químico, ela detecta este produto químico à medida que se move ao longo do seu caminho. Se estiver a subir o gradiente de concentração, começará a detectar as moléculas químicas cada vez mais frequentemente. Se estiver a descer o gradiente de concentração, começará a detectar as moléculas químicas com cada vez menos frequência. Isto finalmente determina a direção e a força do viés em sua caminhada aleatória.,
sistema de não-equilíbrio
porque a difusão química é um processo de transporte líquido, o sistema em que ocorre não é um sistema de equilíbrio (ou seja, ainda não está em repouso). Muitos resultados em termodinâmica clássica não são facilmente aplicados a sistemas não-equilibrados. No entanto, às vezes ocorrem os chamados estados quase-estáveis, onde o processo de difusão não muda no tempo, onde os resultados clássicos podem ser aplicados localmente. Como o nome sugere, este processo não é um verdadeiro equilíbrio, uma vez que o sistema ainda está evoluindo.,
sistemas fluidos não-equilibrados podem ser modelados com sucesso com hidrodinâmica flutuante Landau-Lifshitz. Neste quadro teórico, a difusão é devida a flutuações cujas dimensões variam desde a escala molecular até a escala macroscópica.
difusão Química aumenta a entropia de um sistema, ou seja, a difusão é um processo espontâneo e irreversível., As partículas podem se espalhar por difusão, mas não se reordenarão espontaneamente (ausência de mudanças no sistema, assumindo nenhuma criação de novas ligações químicas, e ausência de forças externas atuando sobre a partícula).
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