Khuếch tán là gì? Có gì khác biệt với Thẩm thấu

Trong quá trình nghiên cứu và học tập, nhiều người vẫn nhầm lẫn giữa sự thẩm thấu với khuếch tán. Tuy nhiên, phải khẳng định lại một lần nữa, đây là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Vậy thì thẩm thấu là gì cùng khám phá với Trang Tài Liệu với bài viết giải thích ngay dưới đây bạn nhé!

Hiện tượng khuếch tán là gì?

Hiện tượng khuếch tán là hiện tượng các chất tự hòa tan, lẫn vào nhau do sự chuyển động không ngừng của các phân tử. Hiện tượng này xảy ra khi nhiệt độ tăng cao. Vì nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh, quá trình khuếch tán diễn ra nhanh hơn.

Điều kiện xảy ra khuếch tán

Hiện tượng khuếch tán có thể xảy ra ngay cả khi nhiệt độ thường. Chất lỏng và chất khí trải qua sự khuếch tán khi các phân tử có thể di chuyển ngẫu nhiên.

Ví dụ:

• Đường hòa tan vào nước kể cả khi ở nhiệt độ thường vì trong nước không có phân tử đường nên đường khuếch tán từ nơi có nồng độ cao sang nước (nơi có nồng độ đường thấp)
• Nước hoa khuếch tán vào không khí nên bạn dễ dàng ngửi thấy mùi thơm. Trong không khí cũng không có nước hoa, khi đó nước hoa bay hơi và khuếch tán vào không khí.

Các loại khuếch tán

Hiện tượng khuếch tán mang ý nghĩa quan trọng trong đời sống, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sinh học, vật lý hay hóa học,….Hiện tượng khuếch tán được chia làm 2 loại đó là:

Khuếch tán đơn giản

Quá trình trong đó di chuyển qua các màng bán thấm hoặc trong dung dịch không có bất kỳ sự trợ giúp nào từ protein vận chuyển. Ví dụ: Vi khuẩn cung cấp các chất dinh dưỡng nhỏ, nước, oxy vào tế bào chất thông qua sự khuếch tán đơn giản.

Khuếch tán có điều kiện

Là sự di chuyển thụ động của các phân tử qua màng tế bào từ vùng có nồng độ cao tới vùng có nồng độ thấp nhờ phân tử mang chất.

• Thẩm tách: Là sự khuếch tán của các chất tan qua một màng thấm có chọn lọc. Màng thấm có chọn lọc là màng chỉ cho phép các ion và phân tử cụ thể đi qua; cản trở sự chuyển động của các màng khác.
• Thẩm thấu: Là sự di chuyển của các phân tử dung môi từ vùng có nồng độ thấp hơn đến vùng có nồng độ cao hơn qua màng bán thấm. Vì nước là dung môi trong mọi sinh vật, các nhà sinh học định nghĩa thẩm thấu là sự khuếch tán của nước qua màng thấm có chọn lọc.

Sự khuếch tán ở động vật và thực vật

Ở thực vật và động vật, sự khuếch tán được thể hiện bằng sự khuếch tán của các khí. Ở thực vật, các lỗ được hình thành bởi các tế bào bảo vệ được gọi là khí khổng. Đây là nơi carbon dioxide đi vào và oxy đi ra khỏi cây. Thực vật hấp thụ carbon dioxide vì nó là một trong những chất phản ứng chính trong quá trình quang hợp. Đến lượt mình, oxy là sản phẩm phụ của quá trình quang hợp; và sau đó được giải phóng khi nó khuếch tán vào môi trường qua khí khổng.

Tương tự, ở động vật, khí hô hấp được vận chuyển chung bằng cách khuếch tán đơn giản. 

Ở người, sự khuếch tán khí hô hấp diễn ra tại các giường mao mạch ngăn cách máu với dịch mô. Trong phổi, carbon dioxide được giải phóng bằng cách khuếch tán từ máu vào phế nang và sau đó thở ra. Đến lượt mình, oxy được hít vào, và sau đó khuếch tán từ các phế nang của phổi vào máu. Sau đó, oxy sẽ khuếch tán từ máu tuần hoàn đến các mô khác nhau của cơ thể.

Tại sao có hiện tượng khuếch tán?

Nguyên nhân và ý nghĩa của hiện tượng khuếch tán như sau:

Nguyên nhân

Sự khuếch tán là một quá trình tự nhiên và vật lý, tự nó xảy ra mà không cần khuấy hoặc lắc các dung dịch. Chất lỏng và chất khí trải qua sự khuếch tán khi các phân tử có thể di chuyển ngẫu nhiên. Các phân tử va chạm vào nhau và rồi đổi hướng.

Ý nghĩa của sự khuếch tán

Sự khuếch tán là một quá trình quan trọng, liên quan đến các quá trình sống khác nhau . Như đã đề cập ở trên, đó là chuyển động ròng của các hạt, ion, phân tử, dung dịch, … Ở tất cả các loài sống, hiện tượng khuếch tán đóng một vai trò quan trọng trong chuyển động của các phân tử trong quá trình trao đổi chất trong tế bào.

Sự khuếch tán quan trọng vì những lý do sau:

• Trong quá trình hô hấp, quá trình này giúp khuếch tán khí carbon dioxide ra ngoài qua màng tế bào vào máu.
• Sự khuếch tán cũng xảy ra ở trong tế bào thực vật. Ở tất cả các cây xanh, nước có trong đất sẽ khuếch tán vào cây qua các tế bào lông hút ở rễ của chúng.
• Sự di chuyển của các ion qua các nơron tạo ra điện tích là do sự khuếch tán.

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng khuếch tán

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng khuếch tán

Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng khuếch tán đó là:

• Nhiệt độ
• Khu vực tương tác
• Kích thước của hạt
• Độ dốc của gradien nồng độ

Ví dụ:

• Túi trà khi ngâm trong cốc nước nóng sẽ khuếch tán vào nước và đổi màu
• Khi thắp nhang, khói của nó sẽ khuếch tán vào không khí, lan tỏa khắp phòng.
• Bằng việc thêm nước sôi vào mì khô, nước sẽ khuếch tán, gây ra sự bù nước và làm chín mì khô.
• Xịt nước hoa hay chất làm mát phòng sẽ được khuếch tán vào không khí mà chúng ta có thể cảm nhận được mùi.
• Đường hòa tan đều vào nước mà không cần phải khuấy.

Khác biệt giữa khuếch tán với thẩm thấu

Bảng so sánh dưới đây sẽ giúp bạn dễ dàng phân biệt được hai hiện tượng này với nhau:

Cơ sở so sánh	Hiện tượng thẩm thấu	Hiện tượng khuếch tán
Ý nghĩa	Là sự di chuyển của các chất lỏng (dung môi) đặc biệt là nước từ nơi có nồng độ vùng cao hơn tới vùng có nồng độ thấp hơn, thông qua một màng bán định sẽ được gọi là thẩm thấu.	Sự chuyển động của những phân tử (rắn, lỏng hoặc là khí) từ vùng có nồng độ cao hơn sang những nơi có nồng độ vùng thấp hơn nhưng không nhất thiết phải thông qua một màng bán thấm thì được gọi là khuếch tán.
Màng bán thấm	Tất cả các chuyển động đều phải thông qua màng bán thấm.	Đều là những chuyển động trực tiếp và không cần yêu cầu thông qua màng bán thấm.
Trung bình	Quá trình này sẽ đảm nhận nhiệm vụ trong môi trường lỏng.	Quá trình này có thể được thực hiện trong bất cứ phương tiện nào (rắn, lỏng và cả khí).
Loại phân tử khuếch tán	Sự chuyển động về cơ bản hầu hết sẽ là dung môi (nước).	Sự chuyển động có thể tồn tại ở cả 3 dạng là rắn, lỏng hoặc khí.
Tỷ lệ quá trình	Thẩm thấu là một quá trình diễn ra tương đối chậm.	Hiện tượng khuếch tán lại là quá trình diễn ra nhanh chóng.
Năng lượng miễn phí	Thẩm thấu phụ thuộc hoàn toàn vào dung môi này với dung môi khác để có thể làm giảm năng lượng tự do.	Đó là sự chuyển động của những phân tử từ vùng năng lượng tự do cao hơn của chúng sang một vùng năng lượng tự do thấp hơn.
Tầm quan trọng	Thẩm thấu vô cùng quan trọng đối với động vật vì chúng sẽ giúp duy trì nước ở cấp độ tế bào, cũng như trong việc vận chuyển những loại chất dinh dưỡng, khuếch tán tế bào.Trong khi đó ở thực vật, thẩm thấu rất hữu ích trong việc duy trì độ vênh vừa phải, cung cấp hỗ trợ về mặt cơ học, ngăn ngừa tình trạng mất nước quá mức và chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ nguồn nước từ đất.	Hiện tượng khuếch tán lại rất quan trọng ở động vật tại thời điểm nó tạo ra năng lượng. Trong quá trình hô hấp, nó sẽ giúp trao đổi khí, trong khi ở thực vật nó cũng vô cùng hữu ích trong quá trình thoát hơi nước và quá trình quang hợp.

Hy vọng rằng, các thông tin có trong bài viết này sẽ giúp bạn hiểu thêm về hiện tượng khuếch tán là gì. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần được giải đáp, quý bạn đọc hãy comment phía dưới hoặc liên hệ tới Trang Tài Liệu để được hỗ trợ nhanh chóng, miễn phí 100%.