diffúzió

Diffúzió vagy diffúzió a részecskék véletlenszerű, rendezetlen mozgásának eredményeként zajló tömegáramlás, amely a koncentrációgradiens felé halad. A folyamat lehet passzív, energiafelhasználás nélkül végbemenő, és fontos szerepe van a gázcsere, a sejtek közötti tápanyag- és méreganyag-keringés és a légtérben történő keveredés során.

Adiffúzió két fő formája létezik. A molekuláris diffúzió során a részecskék közvetlenül, közvetlen kölcsönhatás nélkül keverednek a környezettel. Facilitált diffúzió akkor valósul meg, amikor különleges hordozók vagy membráncsatornák segítik a nem könnyen diffundáló molekulák átjutását. Ozmózis a víz diffúziója féligáteresztő membránon keresztül; mezőközi oszlopban ez a speciális esetek egyike.

Akkoriban Fick törvényei írják le a diffúziót. Az Fick I. törvénye szerint a diffúziós fluxust J a koncentrációgradiensre írja fel: J = -D ∇C, ahol D a diffúziós együttható. Az Fick II. törvény a nem állandó (ideiglenes) diffúziót adja meg: ∂C/∂t = D ∇^2 C. Mindkét törvény a közeg és hőmérséklet függvényében adja meg a diffúziósebességet.

Diffúzió számos állapotban fordul elő: gázokban gyorsabb, folyadékokban és szilárd anyagokban lassabb lehet; a D értéke függ a molekula nagyságától, a hőmérséklettől és a környezettől (viszkozitás, sűrűség). Biológiában nélkülözhetetlen a sejtek közötti anyagátvitelben és a légzésgázok cseréjében, valamint gyógyszerkifejtésben és technológiai folyamatokban, például dialízis vagy szeparációs eljárásokban.

Példák közé tartozik a parfüm egyenletes eloszlása levegőben, a tinta terjedése vízben, vagy tápanyagok diffúziója a sejtekbe a környezeti koncentrációból.