質量単位の物質の分子が、濃度（化合物混合物中の物質の比率）の違いによる活性力によって高濃度域から低濃度域へと移動することを拡散といいます。分子の移動は、2 つの異なる濃度ゾーン間で平衡状態 (物体の性質が静止しているか、等速運動している場合、すべての力の合計がゼロ) に達するまで続きます。拡散速度に影響を与える要因は、物質の温度、粘度、および質量 (粒子サイズ) です。
拡散の種類
以下に示すように、3種類の拡散があります:-
- 単純拡散
- 促進された拡散
- チャネル拡散
単純拡散
- 単純な拡散は、電気化学ポテンシャルが透過性バリアの両側で変化するときに発生する受動輸送の例です。
- このタイプの拡散では、非常に小さい分子が隙間を通り抜けることができます。
- 位置 – 細胞膜のさまざまなリン脂質分子の間。
- 小さな抑制分子は、単純な拡散プロセスを抑制しません。
- このタイプの拡散はエネルギーを必要としません。単純拡散の速度は非常に遅いです。
- このタイプの拡散では、粒子の移動は濃度勾配の方向に起こります。
- 例:- 水、酸素、二酸化炭素など
- 単純拡散のその他の例:-
- ステロイド ホルモンは、さまざまな膜を自由に移動して濃度勾配を下ります。したがって、これは単純な拡散の優れた例です。
- 呼吸の際、酸素は肺から血液に移されます。また、血液細胞から筋肉に酸素が運ばれます。
- 別の単純な拡散の例 - 妊婦の体内では、食物と酸素が母親の体から胎児に移動します。
- 細菌は単細胞の微生物です。細菌は、単純な拡散によって水、酸素、栄養素を細胞質に届けます。この種の活動を行う細菌の特殊なオルガネラはありません。
促進された拡散
- この種の拡散は、物質または分子が透過膜を通過して濃度勾配を介して移動することです。このタイプの拡散では、大きな極性分子のみが通過します。例:- アミノ酸、ブドウ糖など
- 促進された拡散は、膜貫通タンパク質を介して発生します。
- これらは大きな粒子または極性粒子を輸送します。
- 特定のファシリテーター分子を通じて起こります。
- このタイプの拡散では、キャリアを介した輸送の動力学が拡散速度に影響します。
- このタイプの拡散の例:-
- グルコース (糖分子) は、細胞の主要なエネルギー源です。細胞の外では、血流が絶えずブドウ糖を供給していますが、ブドウ糖は細胞内で絶えず消費されています。
- 分子は高濃度から低濃度に流れます - 一部の分子は、拡散中に細胞に出入りできません。したがって、このタイプの拡散は、原形質膜を通過する際にこれらの分子の一部をチェックできます。それらは、細胞間にあるチャネルを開くことにより、分子を特別な担体タンパク質に結合します。
チャネル拡散
- 材料が一方の端を通過すると、チャネル拡散でイオン チャネルが開きます。この拡散はタンパク質チャネルによって行われます。これは「チャネル媒介拡散」と呼ばれます。
- 膜に埋め込まれたタンパク質は、拡散の入り口として機能します。
- 分子は、チャネル拡散によって濃度勾配を下って移動します。
- チャネル拡散の例:-
- 周囲（空気）に拡散する香水
- 植物に水をやると、水分子が植物に拡散します。葉が枯れるのを防いでくれます。これは、二酸化炭素が空気中 (葉肉細胞の間) から拡散し、葉の葉緑体に移動することを意味します。
グラハムの拡散の法則
グラハムのエフュージョンの法則として知られるグラハムの法則は、1848 年にトーマス グラハムによって項目化されました。トーマス グラハムは拡散サイクルでさまざまなことを試み、より軽く、重いガス原子よりも速く移動するガス粒子の大部分を突き止めました。
フィックの拡散の法則
アドルフ・フィックによって説明された拡散のプロセスは、拡散とは高濃度領域から低濃度領域への分子の移動であると述べています。フィックの拡散の法則は 1855 年に提案されました。彼はこのプロセスを次の 2 つの条件に分類しました。
<オール>拡散の例
- 腎臓内の老廃物、塩分、水分の拡散
- 肺のガス交換
- 透析:腎機能を部分的に置き換える人工的なプロセスです。
拡散の応用
- 体内で放出された薬物の吸収（錠剤、粉末、軟膏など）
- 腎臓からの排泄プロセス
- 肺胞（肺）のガスの変化
拡散に影響する要因
- 気温
- 濃度差
- 電位
- 浸透圧
結論
したがって、拡散はさまざまなガスの分離に非常に役立ちます。拡散は、メタン検出プロセスと呼ばれる検出技術にも関与しています。浸透は拡散の一部でもあり、逆浸透と呼ばれる技術による水の浸透を伴います。私たちのキッチンでは、LPG のガスは拡散によって出てきます。
単純拡散、促進拡散、透析、浸透など、さまざまな種類の拡散があります。
