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DIFUSION
La difusión es un fenómeno familiar. Si se derraman unas pocas gotas de perfume en un rincón de una habitación, la fragancia finalmente inundara todo el cuarto, aun cuando no haya corrientes de aire. Si se colocan unas pocas gotas de colorantes dentro de un recipiente de vidrio lleno de agua, cerca de unos de sus extremos, lentamente las moléculas de colorantes se distribuirán de unmodo uniforme por todo el recipiente. El proceso puede tardar un día o más, dependiendo del tamaño del recipiente, de la temperatura y del tamaño relativo y la cantidad de moléculas de colorante.
¿Por qué las moléculas de colorante se alejan unas de otras?
Si se pudiera observar a cada molécula de colorante dentro del recipiente, se vería que cada una de ellas se mueve individualmente y al azar.Podemos representar este movimiento como una serie de colisiones entre las moléculas de colorantes y las moléculas de agua. Después de una colisión, cada molécula de colorante se mueve en un segmento rectilíneo y en dirección aleatoria hasta la próxima colisión. Imaginémonos por un momento que una delgada división atraviesa el recipiente desde la superficie hasta el fondo. En esta situación,comprobaríamos que las moléculas de colorantes atraviesan la división imaginaria, algunas en un sentido y otras en el sentido apuesto. Sin embargo, veríamos mas moléculas de colorantes alejarse del lado donde su concentración es mayor.
¿Por qué acurre esto?
Simplemente porque hay más moléculas de colorantes en ese extremo del recipiente. Si hay más moléculas de colorante a la izquierda, masmoléculas, moviéndose al azar, irán hacia la derecha, a pesar de que existe igual probabilidad de que cualquier molécula de colorante se mueva de derecha a izquierda. Como consecuencia de esto, el movimiento neto de moléculas de colorantes se producirá de izquierda a derecha. De modo similar, si se pudiera ver el movimiento de las moléculas de agua en el recipiente en forma individual, se comprobaría quesu movimiento neto ocurre de derecha a izquierda.
Por otra parte, la rapidez de este movimiento neto depende de la velocidad con que se mueve cada una de estas moléculas y de la distancia promedio recorrida por ellas entre dos colisiones.
Las sustancias que se mueven de una región de mayor concentración de sus propias moléculas a una región de menor concentración, se dice que se mueven a favorde un gradiente. Una sustancia que se mueve en dirección opuesta, hacia una zona de mayor concentración de sus propias moléculas, se mueven contra un gradiente, lo cual es análogo a ser empujado cuesta arriba. La difusión ocurre solamente a favor de un gradiente. Cuanto más pronunciado sea el gradiente cuesta abajo, o sea, cuanto mayor sea la diferencia de concentración, más rápido será ladifusión. En nuestro recipiente imaginario hay dos gradientes; las moléculas de colorante se mueven a favor de uno de ellos, y las moléculas de agua se mueven a favor del otro, en dirección opuesta.
¿ Que ocurre cuando todas las moléculas están distribuidas al azar en la totalidad del recipiente? La distribución al azar no afecta el comportamiento de las moléculas individuales; cada una de ellas siguemoviéndose al azar. Y, dado que los movimientos son al azar, hay tantas moléculas que se mueven a la derecha. Pero, dado que ahora, en ambos lados del tanque, hay tantas moléculas de colorante como moléculas de agua, no hay movimiento neto de ninguna de ellas. Hay tanto movimiento aleatorio como antes, siempre que la temperatura no haya cambiado. Cuando las moléculas han alcanzado un estado dedistribución homogénea, o sea, cuando ya no hay gradientes, se dice que están en equilibrio dinámico. Las características esenciales de la difusión son entonces: 1) que cada molécula o ion se mueve independientemente de los otros y 2) que estos movimientos son al azar. El resultado neto de la difusión es que las sustancias se distribuyen en forma uniforme.
CELULAS Y DIFUSION
El agua, el...