Filip Eduard Mihai Anul I Horticultura ID

Fenomene moleculare de transport in lichideDin punctul de vedere al structurii, lichidele ocup un loc intermediar ntre gaze i solide. Iniial, s-a considerat c lichidele au o structur dezordonat, similar gazelor, dar din cercetrile ulterioare s-a stabilit c pe distane mici, n lichide exist ordine, gradul de ordonare crescnd la scderea temperaturii. Proprietile specifice ale lichidelor: - lichidele sunt izotrope ; - lichidele sunt practic incompresibile ; - lichidele au volum propriu dar nu au form proprie prezentnd proprietatea de curgere; Difuzia este un proces de amestecare spontan iniiat (datorit principiului "Micrii lui Brown") a particulelor a dou substane, acionnd treptat pn la completa i ireversibila omogenitate a acestora. Cele dou substane pot s fie substane gazoase, lichide sau solide. Pentru diferite substane exist, conform legii lui Fick, diferii coeficieni de difuzie D cu valori de la 1 cm/s la gaze pn la valori mult mai mici (de peste un miliard de ori) n cazul substanelor solide. Difuzia molecular este ptrunderea moleculelor unui corp, printre moleculele altuia, fr s existe curgere. Difuzia explic fluxul net al moleculelor dintr-o regiune de concentraie mai mare la una dintre concentraie mai mic, dar este important de remarcat faptul c difuzia, de asemenea, apare atunci cnd nu exist nici un gradient al concentraiei. Rezultatul este o amestecare treptat a particulelor. ntr-o faz, cu temperatur uniform, fiind absente fore externe nete care acioneaz asupra particulelor, procesul de difuzie va duce n cele din urm n amestecarea complet. Exemplu: cerneala i apa. Se auto-amestec, deci nu exist curgere. La o temperatur mai ridicat, viteza de difuzie este mai ridicat datorit agitaiei termice care este mai intens. Agitaia termic este micarea dezordonat a moleculelor unui corp. n interiorul unui gaz sau lichid, exist o presiune care

provine din ciocnirea moleculelor ntre ele i pereii vasului. Difuzia apare la corpurile aflate in toate strile de agregare. Difuzia molecular este de obicei descris matematic utiliznd legea lui Fick. Este unul din fenomenele de transport alturi de conductivitate termic si curgerea fluidelor sau transferul de impuls la fluide. Este fundamentul transferului de mas. Legile lui Fick. 1. Viteza de variaie a masei (viteza de difuzie) este proporional cu produsul dintre suprafaa de difuzie i gradientul de concentraie: = -DSc ; unde constanta de proporionalitate, D, poart numele de coeficient de difuzie. Dac diferena de concentraie este pe o singur direcie (Ox), prima lege a lui Fick se scrie sub forma: = -DS 2. A doua lege a lui Fick face legtura ntre variaia concentraiei n timp i n spaiu: = -Dc unde c reprezint laplaceanul concentraiei. Cnd variaia se face pe o singur direcie: = -D

Coeficientul de difuzie depinde de natura substanei, de temperatur i de forma i dimensiunea particulelor ce difuzeaz. Fenomenul de difuzie st la baza a numeroase schimburi de substan care au loc n natur ntre organisme sau n interiorul unui organism. n toate aceste cazuri ns, substanele care difuzeaz nu sunt n contact direct, ci sunt desprite printr-o membran. Aceast membran poate fi permeabil n mod diferit pentru substane diferite, caz n care se numete selectiv permeabil. Un caz important este acela al membranelor care sunt permeabile pentru solventul unei soluii, dar nu sunt permeabile pentru solvit, numite membrane semipermeabile.

Fenomenul de difuzie selectiv care are loc n cazul a dou soluii de concentraii diferite, desprite printr-o membran semipermeabil, poart numele de osmoz. Osmoza este procesul natural de echilibrare a concentraiei a dou soluii (n general pe baz de ap), proces ce are loc la nivel molecular. Dac n dou recipiente ce comunic ntre ele printr-o membran semipermeabil, avem n unul ap pur iar n cellat o soluie salin de o anumit concentraie, atunci moleculele de ap pur vor trece n soluia salin n ncercarea de a-i reduce concentraia pn se va atinge un echilibru. n acest caz, membrana este construit astfel nct s permit trecerea doar a moleculelor de ap.. Efectul osmozei este egalizarea concentraiilor celor dou soluii, atta timp ct osmoza nu este mpiedicat de alte cauze externe. Pentru a obine ap pur din soluie salin, procesul trebuie inversat osmoza invers. Astfel, pentru a fora moleculele de ap din soluia salin s treac de celalt parte a membranei, asupra lichidului trebuie aplicat o presiune egal cu aa numita presiune osmotic.

Se numete presiune osmotic presiunea care se exercit asupra unei soluii pentru a o menine n echilibru cu solventul, separat de ea printr-o membran semipermeabil. Valoarea acestei presiuni depinde de concentraia soluiei i de temperatur i este dat de legea lui Van tHoff: Pos = kCT unde k este constanta Boltzmann, C este concentraia soluiei exprimat n molecule pe unitatea de volum, iar T este temperatura soluiei. n organismele vii e important difuzia prin membrana celulei i anume difuzia rotaional, cea simpl i cea lateral.