La diffusion et l'osmose

La Diffusion

La diffusion est un phénomène de transport dans lequel les particules se déplacent d'une région région où elles sont très concentrées vers une région où elles sont moins concentrées. La vitesse à laquelle ces particules se déplacent est connue sous le nom de vitesse de diffusion et est influencée par les facteurs suivants :

• La température : si la température augmente, la vitesse de diffusion augmente.

Lorsque la température augmente, l'énergie cinétique des particules augmente, ce qui signifie que les particules se déplacent plus rapidement. Ainsi, les particules se répandent plus rapidement dans la solution et augmentent le taux de diffusion.

• La taille de la particule : si la taille de la particule augmente, le taux de diffusion diminue.

Les particules de taille plus importante deviennent moins mobiles dans les solvants, ce qui diminue leur vitesse et diminuent ainsi le taux de diffusion.

• La masse de la particule : si la masse de la particule augmente, le taux de diffusion diminue.

Tout comme les particules plus grosses, les particules plus lourdes sont moins mobiles en solution et diminuent le taux de diffusion. Dans une solution, le soluté est la substance que l'on veut dissoudre et le solvant est le milieu qui dissout le soluté. Dans le cas des cellules, l'eau est le constituant principal et c'est le principal solvant dans lequel les substances sont dissoutes pour pouvoir participer aux réactions.

L'osmose

L'osmose est une forme particulière de diffusion dans laquelle les concentrations en eau de deux solutions qui sont séparées par une membrane partiellement perméable atteignent leur point d'équilibre. Cet équilibre se produit lorsque les molécules d'eau passent de la solution la plus concentrée vers la solution la moins concentrée.

Dans le cas des cellules, l'osmose peut se produire car les membranes cellulaires sont semi-perméables. Une de ces trois situations suivantes peut se produire :

• Le milieu hypotonique : la concentration du soluté à l'extérieur de la cellule est plus faible que dans la cellule. En raison de l'osmose, il y a un mouvement net de molécules d'eau de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule, ce qui provoque un gonflement.

• Le milieu isotonique : Le soluté à l'extérieur de la cellule a la même concentration qu'à l'intérieur de la cellule. Par conséquent, il n'y a pas de mouvement net de molécules d'eau à travers la membrane cellulaire dans n'importe quelle direction.

• Le milieu hypertonique : la concentration du soluté à l'extérieur de la cellule est plus élevée qu'à l'intérieur de la cellule. Cela entraîne un mouvement net des molécules d'eau de l'intérieur de la cellule vers le milieu extérieur, ce qui entraîne leur rétraction.

Les phénomènes d'osmose doivent être contrôlés et sont très importants dans le cas des cellules sanguines. Si les érythrocytes sont entourés d'une solution hypotonique, il y aura un mouvement net de molécules d'eau dans les cellules, ce qui les fera gonfler et éventuellement éclater. À l'inverse, si les cellules sont entourées d'une solution hypertonique, elles perdront de l'eau et rétréciront.

le potentiel hydrique

Le potentiel hydrique (ψ) quantifie la tendance de l'eau à se déplacer d'une région à une autre, comme dans le cas de l'osmose. Il s'agit de la somme de plusieurs potentiels, dont le potentiel de pression (ψ_p) et le potentiel de soluté (ψ_π).

ψ = ψ_p + ψ_π

• Le potentiel de pression (ψ_p) : si la pression augmente, le potentiel d'eau d'eau augmente.

• Le potentiel de soluté (ψ_π): si la concentration en soluté augmente, le potentiel hydrique diminue.

Le potentiel soluté (ψ_π) peut être calculé avec l'équation de van't Hoff : ψ_π = i x C x R x T

Dans cette équation, i est le facteur de van't Hoff, aussi appelé la constante d'ionisation (rapport entre les particules en solution et la quantité dissoute). C indique la concentration molaire de soluté (mol/L, R est la constante des gaz idéaux (0,00831 l x bar/mol x K) et T représente la température absolue (K). Notez que la constante d'ionisation est de 1 pour les molécules qui ne s'ionisent pas lorsqu'elles sont dissoutes.