Područje: polimeri, sintetička vlakna, guma, kaučuk
Vrlo je teško vizualizirati nastanak takvog koncentracijskog gradijenta u suspenziji zbog utjecaja molekula otapala. Ovaj se fenomen može usporediti s ponašanjem mješavine dvaju plinova pri konstantnoj temperaturi i tlaku, ali s gradijentom koncentracije obiju komponenti. Promotrimo ravninu povučenu kroz takvu plinsku smjesu okomito na smjer koncentracijskog gradijenta. Pretpostavimo da je koncentracija komponente A veća na lijevoj strani ravnine, a manja na desnoj; distribucija komponente B treba biti obrnuta. U jedinici vremena mora se veći broj molekula A sudariti s lijeve strane ravnine nego s desne; za molekule B vrijedi suprotno. Posljedično, više molekula A kretat će se kroz ravninu slijeva nadesno i, isto tako, više molekula B će se kretati s desna na lijevo. Kao rezultat, koncentracije dviju komponenti će se izjednačiti. Ovaj proces je difuzija plinova. Ako sada prijeđemo na tekuću suspenziju u kojoj postoji sličan koncentracijski gradijent suspendiranih čestica, tada je jasno da možemo ponoviti prethodni argument, primjenjujući ga na kretanje čvrstih čestica i molekula otapala kroz ravninu nacrtanu s desne strane kutovi u odnosu na gradijent koncentracije. Međutim, ukupni broj čestica po jedinici volumena ne ostaje konstantan, pa bi obrazloženje trebalo prilagoditi u skladu s tim. Jasno je da će broj molekula otapala koje prelaze ravninu u smjeru od mjesta s visokom koncentracijom suspendiranih čestica biti manji nego u suprotnom smjeru zbog prisutnosti čestica koje blokiraju put.
Fickov zakon za difuziju u jednom smjeru povezuje pozitivan tok čestica A s negativno usmjerenim gradijentom koncentracije (konstantna gustoća i niska koncentracija čestica):
Kao što je gore navedeno, elektroaktivne tvari dospiju na površinu elektrode kao rezultat: 1) difuzije zbog gradijenta koncentracije između površine elektrode i otopine i 2) električne migracije nabijenih čestica zbog gradijenta potencijala između elektrode i otopine. . Ova migracijska struja mora se eliminirati ili smanjiti što je više moguće dodavanjem velikog viška inertnog elektrolita koji ne sudjeluje u reakciji na elektrodi. Rezultirajuća granična struja bit će samo difuzijska struja. Da bi se isključila migracijska struja, koncentracija inertnog elektrolita mora biti najmanje 50 puta veća od koncentracije elektroaktivne tvari.
Kod idealne difuzijske struje elektroaktivna tvar dospijeva do elektrode samo kao rezultat difuzije uzrokovane koncentracijskim gradijentom koji nastaje gubitkom tvari na elektrodi. Ovaj gradijent postoji u cijelom difuzijskom sloju, gdje se koncentracija mijenja od praktički nule na površini elektrode do koncentracije koja postoji u masi otopine. Difuzijska struja može se odrediti visinom vala na krivulji struja-napon.
Osnovne zakone difuzije formulirao je, kao što je poznato, Fick. Fickov prvi zakon uspostavlja vezu između brzine difuzijskog protoka / i koncentracijskog gradijenta C na udaljenosti x od
Budući da se vlaga može ukloniti iz proizvoda od gline samo isparavanjem s površine, a iz unutarnjih dijelova se pomiče prema van samo pod utjecajem sile povezane s gradijentom koncentracije *, nemoguće je u potpunosti eliminirati deformaciju skupljanja tijekom sušenja. Međutim, može se minimizirati uz dovoljno vremena sušenja i uz odgovarajuću kontrolu temperature i vlažnosti kako bi se uklonila neravnomjerna raspodjela vlage na površini. Ova kontrola, zajedno s toplinskim režimom, najbolje se postiže primjenom protustrujnih sušara, uglavnom tunelskog tipa. Što je smjesa plastičnija i složenijeg oblika, to sušenje mora biti temeljitije **.
Kada se uzorak polimera ekstrahira s postupno rastućom sposobnošću otapanja, najprije se otapaju niži molekularni dijelovi, a zatim se postiže poboljšanje sposobnosti otapanja promjenom temperature ili sastava tekućine za ekstrakciju dobivaju se korištenjem kolone s gradijentom koncentracije i temperature, višestrukim otapanjem i taloženjem polimera
Pri brzini vrtnje od (4-6)-104 o/min, u ultracentrifugi se razvija centrifugalno ubrzanje jednako ~106 g. Kada se provodi ovakav eksperiment - promatranje neravnotežnog procesa taloženja - to se naziva brzinska sedimentacija. Mjerenje položaja granice 16 i njezinog pomaka u vremenu provodi se pomoću optičkih sklopova (vidi str. 160), što omogućuje izračunavanje koeficijenta taloženja: „ _ \ Lt_ _ 1 d In r
Zbog toplinskog gibanja makromolekula u otopini dolazi do gibanja (difuzije) otopljene tvari u smjeru od veće prema nižoj koncentraciji. Ako pažljivo "naslojite" otapalo (Co) na površinu otopine polimera s koncentracijom C, tada će se A-A sučelje postupno zamagliti (slika 1.11). Molekule otapala će difundirati u smjeru x u otopinu, a makromolekule će difundirati u suprotnom smjeru u sloj otapala. Promjena koncentracije duž segmenta dx naziva se koncentracijski gradijent. Brzina promjene koncentracije kao rezultat difuzije (brzina difuzije) opisuje se relacijom
Kada kationski izmjenjivač tipa (NM)l dođe u kontakt s razrijeđenom otopinom jakog elektrolita M+A~, vrijednost [M+] u ionskom izmjenjivaču bit će znatno veća od [M+] u otopini, a [ A~~] će biti manji od [A~]. Zbog činjenice da je njihova koncentracija u dvjema fazama različita, mali mobilni ioni nastojat će je izjednačiti difuzijom, a to će dovesti do narušavanja električne neutralnosti otopine, do pojave pozitivnog prostornog naboja u otopina i negativna u ionskom izmjenjivaču. Uslijed toga uspostavit će se Donnanova ravnoteža između koncentracijskog gradijenta uzrokovanog difuzijom i elektrostatskog potencijala koji ju sprječava, a na granici kationski izmjenjivač-otopina (sl. 191) Sl. 191. Dijagram raspodjele naboja - nastat će razlika potencijala - Donnanov potencijal
Pojave difuzije tijekom formiranja sustava ljepilo-podloga vrlo su raznolike. To uključuje površinsku difuziju ljepila, samodifuziju u sloju ljepila, a ponekad se pojavljuje volumetrijska jednosmjerna ili dvosmjerna difuzija preko sučelja ljepilo-supstrat. Osim toga, navedeni procesi imaju različite mehanizme. Na primjer, razlikuje se aktivirana, poluaktivirana i neaktivirana difuzija. Ovi različiti procesi bit će detaljnije razmotreni u nastavku. >> Često se pretpostavlja da je pokretačka sila za difuziju koncentracijski gradijent. Međutim, kretanje uzrokovano gradijentom koncentracije koje dovodi do postupne homogenizacije sustava ne iscrpljuje sve moguće manifestacije ovog složenog procesa. Vrlo često tijekom difuzije ne dolazi do izjednačavanja koncentracija, već, naprotiv, do daljnjeg razdvajanja komponenti sustava. Stoga je ispravnije pretpostaviti da je pokretačka sila difuzije razlika termodinamičkih potencijala, a prijenos tvari difuzijom prati smanjenje slobodne energije sustava. Izjednačavanje termodinamičkih potencijala i približavanje termodinamičkoj ravnoteži postiže se toplinskim kretanjem atoma (molekula). Termodinamički potencijal se može rastaviti na energetsku i entropijsku komponentu. Mehanizam difuzije ovisi o omjeru ovih komponenti. U nekim slučajevima unutarnja energija sustava ne mijenja se tijekom difuzije, i
Kada je koncentracijski gradijent jednak nuli, proces difuzije se ne može dogoditi. Neizostavan uvjet za difuziju je i propusnost površine kroz koju se mora odvijati proces difuzije. Kada je površina nepropusna za čestice tvari, ne može doći ni do difuzije te tvari.[...]
Pri visokim koncentracijskim gradijentima kemikalija u vodi dolazi do poremećaja osmoregulatorne funkcije škrga, što je važno za objašnjenje mehanizma djelovanja mnogih toksikanata i koristi se u borbi protiv bolesti riba. Na tome se, primjerice, temelji hiperosmotska metoda davanja cjepiva i terapijskih lijekova.[...]
Dnevna varijacija koncentracije 03 na zemljinoj površini znatno se razlikuje od ravničarske. Tijekom godine opada prema sredini dana. Dubina podnevnog minimuma doseže minimalnu vrijednost od 4-5 ppb u ljetnim mjesecima, a zimi je slabo izražena. Na sl. Slika 4.10 prikazuje varijacije u promjenama sadržaja 03 tijekom dana za različite mjesece (od travnja do prosinca 1989. i od siječnja do ožujka 1990.). Specifičnosti ove promjene koncentracije prizemnog ozona povezane su s planinskom cirkulacijom koja je aktivna u toploj sezoni, pozitivnim gradijentom koncentracije ozona u nižoj troposferi i fotokemijskim procesima koji u uvjetima visoke solarne osvjetljenje i nizak sadržaj NOx, dovode do uništavanja molekula ozona tijekom dana. Noću, padajuće otjecanje donosi čisti zrak bogat ozonom iz gornjih slojeva u troposferi.[...]
Kao što je poznato, gradijenti koncentracije nastaju ne samo u okolini membrane, već iu otopini. Obično ih se pokušava ukloniti intenzivnim miješanjem. Međutim, potonji ne zahvaća Nernstov difuzijski sloj i gradijent koncentracije u njemu se ne može eliminirati. Naravno, u takvim slučajevima teorija mora uzeti u obzir utjecaj filma otopine u blizini membrane. Za kvantitativno razmatranje pojave potrebno je znati debljinu tog filma, koja se procjenjuje hidrodinamičkim metodama, mjerenjem difuzije i potencijala ili izravno određivanjem kritične gustoće struje u polju visokog intenziteta, tj. radom u uvjetima blizu polarizacije. Ali ako se fenomen polarizacije koristi za procjenu debljine pridomembranskog filma otopine, onda je to izuzetno štetno za cijeli proces elektrodijalize.[...]
Pred kraj procesa, kada se koncentracijski gradijent približi nuli, tj. kada se koncentracije izjednače, sve manje smolastih tvari prelazi u otopinu po jedinici vremena.[...]
Difuzijskoforeza je kretanje čestica uzrokovano koncentracijskim gradijentom komponenata plinske smjese. Taj se fenomen jasno očituje u procesima isparavanja i kondenzacije.[...]
Difuzionoforeza je kretanje čestica pod utjecajem koncentracijskog gradijenta u odsutnosti vanjskog električnog polja. Analog je elektroforeze, ali za razliku od nje, pokretačka sila kretanja čestica u tekućoj fazi nije gradijent električnog potencijala, već gradijent koncentracije otopljenih tvari duž toka. Ovaj fenomen je otkrio i opisao B.V. Deryagin i S.S. Dukhin 1964. godine[...]
Pokretačka snaga procesa ekstrakcije je koncentracijski gradijent – vektorska veličina koja određuje smjer difuzije. Difuzija uključuje molekularne i konvektivne komponente.[...]
Za razumijevanje mehanizama inhibitornog učinka visokih koncentracija H+ na aktivni transport N+, po našem mišljenju, od posebnog su interesa razmatranja G. Ulcha. On vjeruje da mehanizam prijenosa iona pri pH vode od 4,0 mora nadvladati naglo povećan (25 tisuća puta) gradijent H+ iona u usporedbi s onim što se događa pri pH vode od 7,4. Tako iznimno visok porast gradijenta koncentracije H+ neizbježno mora usporiti aktivni transport iona Na+ iz vode u krv, budući da se normalan rad ionskih pumpi događa samo uz konjugirano otpuštanje određenih protuiona iz tijela u vanjski okoliš: Na+ to su H+ i NH5, a za SG je NSOz. Istina, ribe imaju još jedan, da tako kažemo, rezervni mehanizam za apsorpciju natrija pomoću 1MN4 (N+ = 1MN) kao protuiona, tim više što se zakiseljavanjem vode povećava stvaranje amonija i njegovo izbacivanje iz organizma trebalo bi se značajno povećati. Međutim, pri niskom pH vode, tj. povećanjem koncentracije iona u vanjskom okruženju, raste otpor transportu amonijaka i on se oslobađa, vjerojatno ne u ionskom obliku, već u obliku amonijaka, koji je veću difuznost. Dakle, dodatni mehanizam apsorpcije Na+ u zamjenu za [MH4 može biti blokiran pri visokim koncentracijama vodikovih iona u okolišu.[...]
Kretanje na velike udaljenosti vjerojatno je neovisno o gradijentu koncentracije virusa duž rute. Umjesto toga, radi se o brzom, slučajnom prijenosu zaraznog materijala. U ranim fazama sistemske infekcije, virus očito može prodrijeti u osjetljiva tkiva bez izazivanja infekcije u njima (vidi, na primjer).[...]
Prilikom isparavanja s površine kapi (ili tekućeg filma) nastaje gradijent koncentracije pare, ali budući da ukupni tlak pare mora ostati konstantan, javlja se hidrodinamički tok parno-plinske smjese (VGM), usmjeren okomito na površinu pad isparavanja i kompenzacija difuzije plinova na ovu površinu.[ ..]
Dakle, hranjenje volova kroz membranu može se provoditi protiv gradijenta koncentracije uz utrošak energije, tj. aktivnim prijenosom.[...]
Do difuzijskog prijenosa u protočnom reaktoru gotovo uvijek dolazi zbog pojave gradijenta koncentracije duž duljine (vidi sl. 2.41). Treba napomenuti da mehanizam takvog prijenosa nije samo molekularan - protok tvari 03s1S/(]1 se određuje kroz određeni efektivni koeficijent difuzije Oe (na primjer, turbulentna difuzija). A ako je taj protok usporediv s konvektivnim protokom - Cu (prijenos tvari protokom koji se kreće brzinom i), onda postaje očito da se to mora uzeti u obzir pri izradi modela.[...]
Pokretačka sila za odvajanje smjesa uglavnom je prekomjerni tlak iz izvora ili gradijent koncentracije tvari koje se odvajaju [...]
Učinkovitost procesa ekstrakcije ovisi o sljedećim čimbenicima: veličini površine interakcije između faza, koncentracijskom gradijentu ekstrahirane tvari, brzini međusobnog kretanja faza i trajanju kontakta. Što su ti pokazatelji veći, to se više povećava brzina procesa i potpunost pročišćavanja.[...]
Budući da je magma višekomponentni sustav, primjena na nju modela čisto toplinske konvekcije, odnosno konvekcije uzrokovane gradijentima koncentracije tvari, nije uvijek opravdana. Fizički vjerojatniji u tim slučajevima je model dvodifuzne konvekcije. U ovoj vrsti konvekcije "djeluju" dva toka: prvi je uzrokovan temperaturnim gradijentom (difuzijski tok energije), drugi je uzrokovan koncentracijskim gradijentom tvari (ili više tvari, kao npr. u magmi ). Obje niti međusobno djeluju. Najjednostavniji primjer je zagrijavanje odozdo otopine soli s određenim gradijentom koncentracije. U ovoj situaciji, otopina se "raspada" u više horizontalnih konvektivnih slojeva, u svakom od kojih se temperatura i sadržaj soli miješaju. Slojevi su odvojeni površinama kroz koje se zbog molekularne difuzije prenosi toplina i sol.[...]
Utvrđeno je da je biokemijski okoliš šuma bora i smreke prostorno heterogen u vertikalnom i horizontalnom smjeru. Veličina gradijenta koncentracije terpenskih ugljikovodika u horizontalnoj ravnini iznosila je u prosjeku 0,3 mg/m3 (maksimalno - 0,6-1,0 mg/m3), u vertikalnoj ravnini - 0,3-0,5 mg/m3. Heterogenost biokemijskog režima očito je posljedica nejednake količine zelene biomase, stanja bioskupina šiblja i diferenciranosti krošnje na slojeve različite kvalitete s prevlašću dvogodišnjih iglica u srednjem dijelu. kruna, koja je fiziološki najaktivnija [...]
Tijekom nepokretnog skladištenja, prijenos para s površine proizvoda na GP događa se zbog molekularne kvazi-izotermne i izobarne difuzije zbog koncentracijskog gradijenta para proizvoda. Pretpostavlja se da u GP-u na površini proizvoda postoji parom zasićeni sloj smjese pare i zraka.[...]
Sustavno daljinsko detektiranje fitoplanktona u kretanju broda prvi put je provedeno 1980. godine, što je omogućilo dobivanje krivulja prostornog rasporeda koncentracija fitoplanktona u površinskom sloju vode. Analiza ovih krivulja pokazala je da su mogući oštri gradijenti koncentracije fitoplanktona na udaljenostima reda nekoliko kilometara (slika 5, krivulja I). Imajte na umu da oštri gradijenti ove vrste obično prolaze nezapaženo ako se mjerenja provode standardnim metodama samo na postajama. Za usporedbu, na Sl. Slika 5 prikazuje krivulju 2, konstruiranu iz mjerenja na postajama.[...]
Promotrimo stacionarni sloj tekućine debljine k, u kontaktu sa slojem parno-plinske smjese debljine k i (e - k) (slika 1.8). Tijekom isparavanja nastaju gradijenti temperature u tekućini i smjesi para-plin (područje I i II), a u smjesi se pojavljuje gradijent koncentracije pare tekućine koja isparava (područje II).[...]
Kod pasivnih dozimetara difuzija kemikalija se provodi kroz stabilan sloj zraka (difuzijski dozimetri) ili prodiranjem tvari kroz membranu prema koncentracijskom gradijentu (permeacijski dozimetri). Dozimetri ove dvije vrste prikazani su na sl. 1,49.[...]
Apsorpcija hranjivih tvari u stanici može biti pasivna ili aktivna. OPO je povezan s procesom difuzije i prati koncentracijski gradijent dane tvari. Kao što je već spomenuto gore (vidi str. 46), s termodinamičkog gledišta, smjer difuzije određen je kemijskim potencijalom tvari. Što je veća koncentracija tvari, to je veći njezin kemijski potencijal. Kretanje je u smjeru nižeg kemijskog potencijala. Treba napomenuti da je smjer kretanja iopsa određen ne samo kemijskim, već i električnim potencijalom. Ioni s različitim nabojima mogu velikom brzinom difundirati kroz membranu. Zbog toga se stvara potencijalna razlika koja, pak, može poslužiti kao pokretačka sila za ulazak suprotno nabijenog iona. Električni potencijal također može nastati zbog neravnomjerne raspodjele naboja unutar same membrane. Prema tome, pasivno kretanje iopova može pratiti gradijent kemijskog i električnog potencijala.[...]
Budući da je otapanje plina difuzijski proces, njegova je brzina proporcionalna površini dodira plina i tekućine, intenzitetu njihova miješanja, koeficijentu difuzije i gradijentu koncentracije difuzijske komponente u plinovitom i tekućem mediju. Stoga se pri projektiranju apsorbenata posebna pažnja posvećuje organizaciji kontakta protoka plina s tekućim otapalom i odabiru apsorbirajuće tekućine (apsorbensa).[...]
Izračun koeficijenta difuzije. Nasumično toplinsko kretanje molekula plina glavni je razlog njegove difuzije u tekućinu. Prema ustaljenoj tradiciji, "pokretačka sila" procesa definirana je kao razlika u koncentracijama plina zasićene i nezasićene faze, iako u stvarnosti molekule koje prolaze kroz Brownovo gibanje nisu podložne djelovanju dodatne "sile" u smjer koncentracijskog gradijenta. Međutim, statistička preraspodjela molekula plina neizbježno dovodi do smanjenja koncentracijske razlike, što uzrokuje postupni prijenos mase u smjeru smanjenja koncentracije.[...]
Čimbenici koji gotovo na isti način utječu na flokulaciju u laboratorijskim i proizvodnim uvjetima su vrijeme reakcije (vrijeme zadržavanja), raspodjela energije miješanja, svojstva otopine i koncentracija reagensa. Međutim, budući da se uspoređuju neprotočni i protočni sustavi, usporedba vremena zadržavanja pokazala se teškom. Također je teško odrediti prosječnu potrošnju energije za miješanje po jedinici volumena reaktora u procesima ovisnim o protoku. Također je teško kvantificirati učinke stijenke, fluktuacije koncentracije i gradijente koncentracije. Mogu li se ovi učinci uvijek zanemariti, utvrdit će se tek nakon pažljive procjene specifične situacije.[...]
Mvh i (?„h - tokovi materijala i topline koji ulaze u dodijeljeni volumen (tokovi koji napuštaju volumen imaju negativnu vrijednost); dolazni tokovi mogu biti ili konvektivni (tok reagensa) ili difuzijske prirode (zbog pojave koncentracije i temperature gradijenti).[ ...]
Prisutnost MMF-a u pripravcima NAD kinaze iz skeletnog mišića kunića također je dokazana frakcioniranjem na koloni Sephadex G-200 (3), a molekularne težine oligomera enzima razjašnjene su pomoću linearne koncentracijske gradijentne elektroforeze u poliakrilamidnom gelu (PAGE). Rezultati dobiveni proučavanjem enzima korištenjem dvije od ovih metoda pokazali su da djelomično pročišćeni pripravci NAD kinaze sadrže enzimske oligomere s molekulskom težinom od 31 000, 65 000, 94 000, 160 000, 220 000, 350 000. Najmanje povezan oblik NAD kinaze je protein s molekulom težine 31 000, što se očito može smatrati podjedinicom enzima na temelju toga što nakon tretmana s natrijevim dodecil sulfatom dviju frakcija niske molekularne težine uklonjenih iz kolone (31 000, 5 000 €) i naknadne elektroforeze nije pronađen protein otkrivene u elektroferogramima s molekularnom težinom manjom od 30 000.[...]
Metoda biotestiranja na dafnijama uspješno se nadopunjuje biotest analizom uz korištenje najjednostavnijih mikroorganizama - cilijata papuča (Paramecium caudatum). Metoda biotest analize uzoraka vode temelji se na sposobnosti cilijata da izbjegavaju nepovoljne i po život opasne zone i da se aktivno kreću duž koncentracijskih gradijena kemijskih tvari u povoljne zone. Metoda omogućuje brzo određivanje akutne toksičnosti uzoraka vode i namijenjena je kontroli toksičnosti prirodne, otpadne, pitke vode, vodenih ekstrakata iz raznih materijala i prehrambenih proizvoda.[...]
Zbog sadržaja otopina soli, šećera i drugih osmotski aktivnih tvari, stanice karakterizira prisutnost određenog osmotskog tlaka u njima. Na primjer, tlak u životinjskim stanicama (morski i oceanski oblici) doseže 30 atm ili više. U biljnim stanicama osmotski tlak je još veći. Razlika u koncentraciji tvari unutar i izvan stanice naziva se koncentracijski gradijent.[...]
Predstavimo postojeću klasifikaciju polupropusnih membrana koje se koriste u procesima reverzne osmoze i ultrafiltracije (slika 6.36). Spomenute membrane mogu biti; porozne i neporozne, pri čemu su potonje kvazihomogeni gelovi kroz koje otapalo i otopljene tvari prodiru pod utjecajem koncentracijskog gradijenta (molekularna difuzija), stoga se takve membrane nazivaju difuzijskim membranama [...]
Iako kopno zauzima samo 30% površine zemaljske kugle, veliku površinu zauzima flora koja aktivno apsorbira plinove iz atmosfere. Biljke mogu apsorbirati atmosferske plinove poput anorganskih tvari bez prerade ili, što je puno važnije, aktivno ih uključiti u metaboličke procese stvarajući tako povoljan koncentracijski gradijent za daljnju apsorpciju. Dobar primjer je ugljični dioksid, koji zagađuje atmosferu kao glavni proizvod izgaranja ugljika.[...]
Tlo se naširoko koristi za zbrinjavanje otpada, pa je odabir vrste tla vrlo važan: s odgovarajućom propusnošću, veličinom čestica i stabilnošću; Također je potrebno održavati karakteristike filtriranja tla korištenjem odgovarajućeg režima opskrbe otpadom, budući da će svaki antioksidativni uvjeti u tlu smanjiti brzinu biorazgradnje. Početni koncentracijski gradijenti donora i akceptora elektrona, kisika i temperature dovode do raslojavanja mikrobne populacije, prvenstveno do sorpcije mikroorganizama koji konzumiraju organski ugljik. Nakon što je došlo do sorpcije, počinje proces mikrobnog katabolizma. Proces zakopavanja otpada u tlo je jeftin, ali se mogu pojaviti brojne poteškoće, posebno zimi, zbog velike količine vode koja se filtrira u tlo, slabog isparavanja i niske mikrobne aktivnosti. I u najpovoljnijim uvjetima može doći do nakupljanja teških metala i stvaranja relativno nepropusnog sloja zbijenog tla zbog taloženja netopljivih soli željeza, mangana i kalcija. Osim toga, visoke koncentracije organskih spojeva i teških metala mogu dovesti do odumiranja vegetacije, što se može izbjeći samo predtretmanom. Dakle, iako prskanje vode nastale na odlagalištu na pjeskovita tla koja služe kao izvor krmnih trava nije imalo nikakav štetan učinak na te trave, u njima su se nakupljali oksidi kalcija, magnezija i fosfora (V). Voda s deponija koja se filtrira u tlo, fitotoksično djeluje, istovremeno sadrži hranjive tvari potrebne biljkama. Menzerovo istraživanje pokazalo je da kod uzgoja soje na pijesku uz navodnjavanje takvim vodama dolazi do neravnoteže hranjivih tvari te je proces potrebno pažljivo regulirati.[...]
Latitudinalna distribucija emisija (na slici 3.6) ukazuje na industrijalizirane zemlje sjeverne hemisfere kao glavne "dobavljače" tehnogenog CO2. Neravnomjerna raspodjela izvora, kao i značajke opće cirkulacije atmosfere (postojanje zatvorenih ćelija pasata i intratropske konvergencijske zone, vidi sl. 1.5) uzrokuju pojavu latitudinalnog gradijenta koncentracija CO2.[. ..]
Dok neka tamnozelena područja nestaju i TMV se razmnožava u njima, druga područja zaraženog lista ostaju gotovo potpuno bez virusa tijekom cijelog životnog vijeka lista. Čini se da tamnozelena područja ove vrste ne podržavaju reprodukciju TMV-a. Ovaj se zaključak može izvesti na temelju toga da, prvo, kada su ta područja superinficirana TMV-om, koncentracija zaraznog virusa u njima se povećava i, drugo, granica između žuto-zelenih tkiva s visokom koncentracijom inspekcijskog TMV-a i tamnog tkiva. zeleno područje ostaje čisto nekoliko tjedana, unatoč činjenici da su stanice obaju područja povezane plazmodezmama. U tamnozelenim područjima u blizini granica sa žuto-zelenim tkivima detektiran je koncentracijski gradijent slobodnih čestica TMV, koje, kako vjerujemo, difundiraju iz susjednih žuto-zelenih tkiva (Slika 35).[...]
Međutim, praksa pokazuje da ti herbicidi prodiru u korijenje u relativno malim količinama i stoga uzrokuju samo djelomičnu smrt korijenskog sustava; neki od korijena ostaju živi i sposobni su proizvesti nove izdanke. Razlog tome je postupna adsorpcija i dezintegracija aktivne tvari herbicida dok se kreće kroz vodljiva tkiva stabljike. Što je dalje od mjesta primjene, to je koncentracija herbicida manja. U biljci se stvara gradijent koncentracije herbicida. Kao rezultat toga, može se uočiti da kod biljaka korova korijenskih izdanaka tretiranih herbicidima odumire samo nadzemni dio, rizom i dio korijena uz rizom, a zatim koncentracija herbicida u tkivima pada tako da mnogo toga što samo djelomično oštećuje, ali ne ubija korijen. Herbicid možda uopće neće prodrijeti u područja korijena koja su najudaljenija od rizoma.[...]
Dakle, rijeku možemo usporediti sa sustavom koji je u stanju stalne fermentacije i ima sposobnost samopročišćavanja, tj. do uklanjanja otopljene i suspendirane organske tvari sa svojstvima zagađivača. Kemijski spojevi koji se nalaze u vodi ili prisutni u tim sedimentima utječu na vodene biocenoze. Kao posljedica samopročišćavanja javlja se sekundarni učinak – pojava gradijenata u koncentracijama kisika, hranjivih i bioloških tvari.[...]
Pročišćavanje plinskih emisija pomoću tekućih apsorbera sastoji se od dovođenja struje onečišćenog plina u kontakt s apsorberom uz naknadno odvajanje pročišćenog plina iz otpadnog apsorbera. Tijekom procesa, kontaminant se apsorbira u tekućinu. Apsorpcija je tipičan kemijsko-tehnološki proces, koji se u tehnologiji čišćenja plinskih emisija često naziva i skruber proces. Njegova pokretačka snaga je koncentracijski gradijent na granici plin-tekućina. Proces se odvija brže što je sučelje faza, turbulencija protoka i koeficijent difuzije veći. Mnoge publikacije u literaturi kemijskog inženjerstva posvećene su apsorpciji i treba ih konzultirati za dodatne informacije. Ovdje ćemo razmotriti najopćenitije karakteristike apsorbera koji se naširoko koriste za uklanjanje zagađivača kao što su sumporni dioksid, sumporovodik i laki ugljikovodici.[...]
Pomoću izraza (8.1.36) lako je procijeniti doprinos svakog stupnja procesu difuzijske ekstrakcije onečišćujuće tvari iz tla. Prvi izraz u uglatim zagradama određuje trajanje difuzijske faze impregnacije (podsjetimo se da ako su kapilare impregnirane tijekom prve faze, određene viskoznim otporom, tada se, zbog kratkog trajanja, trajanje ove faze može zanemariti) ; drugi izraz karakterizira trajanje faze formiranja koncentracijskog gradijenta; treći je trajanje samog procesa difuzije nakon završetka faza impregnacije i stvaranja koncentracijskog gradijenta. Procijenimo sada omjer trajanja faza procesa ovisno o uvjetima procesa ispiranja zagađivača [...].
Na sl. 2.3, a prikazan je fiksni sloj katalizatora i prikazani su procesi koji se u njemu odvijaju – komponente ukupnog procesa. Opći (konvektivni) tok reaktanata 7 prolazi između zrnaca katalizatora. Iz toka reagensi difundiraju na površinu zrna (2) i u pore katalizatora (3), na čijoj se unutarnjoj površini odvija reakcija (4). Proizvodi se vraćaju natrag u tok. Oslobođena toplina se prenosi kroz sloj (5), a zatim od sloja kroz stijenku do rashladnog sredstva (b). Koncentracijski i temperaturni gradijenti koji nastaju kao rezultat reakcije uzrokuju tokove tvari i topline (7), uz glavno konvektivno kretanje reaktanata.[...]
Istraživanje distribucije i kretanja vodenih organizama provedeno je u akumulacijama i njihovim područjima, podložnim različitim stupnjevima antropogenog utjecaja. Kao rezultat toga, bilo je moguće dokumentirati brojne nove reakcije ponašanja riba i beskralješnjaka na širenje zagađivača. Čak iu središtima naletnih ispuštanja netretiranih otrovnih voda, neke jedinke lokalnih populacija su u stanju prepoznati opasnost i pokušati napustiti zonu u čišću litoralnu zonu i pritoke ili promijeniti sloj staništa, odvajajući se od dna, gdje , u pravilu se uočavaju najveće koncentracije štetnih tvari. Migrirajuće (nomadske) jedinke lokalnog ribljeg fonda najbrže reagiraju krećući se prema padajućem gradijentu koncentracije onečišćujućih tvari te se unutar nekoliko sati ili dana nađu izvan opasnosti. Stanovnici pelagijala najmanje pate od onečišćenja, a najveći pomor jedinki događa se u sjedilačkim nemigracijskim skupinama bentofaga.[...]
U izvorima topline kretanje se događa zbog toplinske energije koja se dovodi izvoru. Štetne emisije šire se u obliku usmjerenog toka – konvektivnog mlaza, najčešće turbulentnog. Dinamičkim se naziva izvor iz kojeg se štetne emisije šire u obliku kontaminirane struje određenom početnom brzinom istjecanja. Istjecanje mlaza nastaje zbog viška tlaka unutar volumena posude, aparata zbog djelovanja gravitacijskih sila ili superpunjača. U difuzijskim izvorima kretanje se događa zbog gradijenta koncentracije plinske primjese. Smjer i intenzitet širenja potonjeg ovise o karakteristikama difuzije tvari i turbulenciji okoline. Navedene vrste prijenosa često se kombiniraju, npr. izvor topline oslobađa i plinovite nečistoće.[...]
Odnos između rasta jajnika i rasta embrija i endosperma može se procijeniti prema promjenama u stopama rasta ovih različitih dijelova ploda u različitim fazama razvoja. U nekim slučajevima krivulja rasta ploda je sigmoidna (npr. kod stabla jabuke), a ponekad ima dva vala (sl. 5.24). Kod breskve, promjene u brzini rasta perikarpa očito koreliraju s promjenama u brzini rasta sjemena u razvoju. Čini se da je stimulirajući učinak razvoja sjemena na rast tkiva perikarpa povezan, barem djelomično, s utjecajem auksina koji nastaje u sjemenu. Sjemenke u razvoju bogat su izvor auksina, a pokazalo se da postoji gradijent koncentracija auksina u tkivima fetusa, s najvećom koncentracijom auksina u sjemenkama, nižom u posteljici, a najnižom u stjenci fetusa. Ovaj gradijent odgovara ideji sinteze auksina u razvoju sjemena i njegovom kretanju iz sjemena u druge dijelove ploda.[...]
Homogeni sustavi u vodi prave su (molekularne i ionske) otopine različitih tvari. Prave otopine su termodinamički stabilni sustavi i mogu postojati bez promjena koliko god dugo žele. Unatoč velikoj raznolikosti spojeva koji tvore otopine s vodom, mnoga su svojstva zajednička svim otopinama. Dakle, sve otopine elektrolita imaju sposobnost provođenja električne struje, a kvantitativne ovisnosti uočene tijekom elektrolize vrijede za bilo koju otopinu. Usmjereno kretanje iona ili molekula u otopinama događa se ne samo pod utjecajem potencijalnih razlika, već i zbog koncentracijskog gradijenta (difuzije). Difuzijski tok otopljene tvari usmjeren je od područja s većom koncentracijom prema području s nižom koncentracijom, a tok otapala je u suprotnom smjeru. Sve otopine nehlapljivih tvari u hlapljivim otapalima karakterizira više vrelište i niže ledište u usporedbi s čistim otapalom. Povećanje vrelišta i smanjenje ledišta bit će veće što je veća koncentracija otopine [...]
Za razumijevanje prirode i mehanizma efekta staklenika također je važno znati da doprinos iste komponente ukupnom fluksu zračenja jako ovisi o njegovoj raspodjeli u atmosferi. Ilustriramo to na primjeru triju glavnih "stakleničkih" plinova - vodene pare, ozona i CO2. Sa slike 3.1 jasno je da se apsorpcijska vrpca molekule ugljičnog dioksida sa središtem na 15 μm uvelike preklapa vrpcama. Odavde možemo zaključiti da uloga CO2 u apsorpciji zračenja nije tako velika, ako pogledamo sliku 3.3, koja prikazuje vertikalne profile H, 0 i 03 dobivene tijekom stvarnih promatranja. siječnja 1972. vidjet ćemo koliki je koncentracijski gradijent. Naprotiv, ugljični dioksid je prilično ravnomjerno pomiješan u sloju zraka od oko 1 do 70 km rastuće toplinsko zračenje temeljne površine može biti CO2, a ovaj zaključak potkrepljuju rezultati proračuna prikazani u tablici 3.2.
Studije vremena dielektrične relaksacije i drugih gore spomenutih svojstava, koja ovise o brzinama molekularnih kretanja, daju prilično točne vrijednosti za stope molekularne reorijentacije i translacije u tekućoj vodi. Uobičajena metoda za takve studije je primijeniti napon na tekuću vodu i izmjeriti vrijeme potrebno da tekućina dođe u ravnotežu u prisutnosti napona ili ukloniti napon i izmjeriti vrijeme potrebno da se tekućina vrati u vodu. u prvobitno stanje. Za dielektričnu relaksaciju napon je primijenjeno električno polje, za samodifuziju - gradijent koncentracije izotopa, za viskoznost - smično naprezanje itd. Međutim, takva istraživanja svojstava vode, ovisno o brzinama molekularnih kretanja, ne pružaju detaljnu sliku gibanja molekula vode, pa se stoga čini vjerojatnim da je prije dobivanja takve slike nužan daljnji razvoj temeljne teorije neravnotežnih procesa.[...]
Postoje jake interakcije između apsorpcije vode i minerala iz tla, ali istinski jaka korelacija između njih javlja se samo kod apsorpcije nitrata. Od svih glavnih elemenata mineralne ishrane biljaka, dušik se u obliku nitratnih iona (N03”) najslobodnije kreće u otopinama tla; ti se ioni općim protokom vode kroz kapilare prenose na površinu korijena. Nitratni ioni obično dolaze u korijen odakle god dolazi voda. Voda najbrže dolazi do korijena u tlu zasićenom vodom do (ili skoro do) poljske vlažnosti, kao iu grubo poroznom tlu. Stoga će nitrati u tim uvjetima imati najveću mobilnost. Zone smanjene opskrbe resursima (ZR) za nitrate mogu biti vrlo opsežne, a gradijenti koncentracija nitrata oko korijena su mali. Velika veličina RZR-a povećava vjerojatnost preklapanja RZR-ova koje generiraju pojedinačni korijeni. U tom slučaju može nastati konkurencija (čak i između korijena iste biljke): zapravo, iscrpljivanje resursa od strane jednog organa počinje utjecati na drugi organ tek kada počnu iskorištavati resurse dostupne obojici, tj. RDA se preklapaju. Što je niži sadržaj raspoložive vode u tlu, to se ona sporije kreće do korijena i nitratni ioni sporije dopiru do površine korijena. Istodobno, ZPR-ovi postaju manji, a stupanj njihova preklapanja se smanjuje. Dakle, ako nema dovoljno vode, tada je vjerojatnost da će se pojaviti konkurencija za nitrate između korijena [...]
Membranske metode razlikuju se po vrstama membrana koje se koriste, pokretačkim silama koje podržavaju procese odvajanja i područjima njihove primjene (Tablica 26). Postoji šest vrsta membranskih metoda: mikrofiltracija - proces membranskog odvajanja koloidnih otopina i suspenzija pod tlakom; ultrafiltracija je proces membranskog odvajanja tekućih smjesa pod tlakom, koji se temelji na razlici u molekulskim masama ili veličinama molekula komponenti smjese koje se odvajaju; reverzna osmoza je proces membranskog odvajanja tekućih otopina prodiranjem otapala kroz polupropusnu membranu pod utjecajem tlaka primijenjenog na otopinu koji prelazi njezin osmotski tlak; dijaliza je proces odvajanja membrane zbog razlika u brzinama difuzije tvari kroz membranu, koji se odvija u prisutnosti koncentracijskog gradijenta; elektrodijaliza - proces prolaska iona otopljene tvari kroz membranu pod utjecajem električnog polja u obliku gradijenta električnog potencijala; separacija plinova je proces membranskog odvajanja plinskih smjesa zbog hidrostatskog tlaka i koncentracijskog gradijenta.
Dx - koncentracijski gradijent,
T – apsolutna temperatura
M mol
Jm = ––- ––––(–- ––––) ; m - količina tvari
S × t m s Jm - (šojka) – gustoća protoka tvari.
Elektrokemijski potencijal–- količina jednaka energiji Gibbs G po jednom molu dane tvari stavljene u električno polje.
Gibbsova slobodna energija (ili jednostavno Gibbsova energija, ili Gibbsov potencijal, ili termodinamički potencijal u užem smislu) je veličina koja pokazuje promjenu energije tijekom kemijske reakcije i time daje odgovor na pitanje o temeljnoj mogućnosti kemijske reakcije. događanje; ovo je termodinamički potencijal sljedećeg oblika:
G=U+PV–T.S.
gdje je U unutarnja energija, P tlak, V volumen, T apsolutna temperatura, S entropija.
(Termodinamička entropija S, često jednostavno nazvana entropija, u kemiji i termodinamici je funkcija stanja termodinamičkog sustava)
Gibbsova energija može se shvatiti kao ukupna kemijska energija sustava (kristala, tekućine itd.)
Koncept Gibbsove energije široko se koristi u termodinamici i kemiji.
Termodinamička entropija S, često jednostavno nazivana entropija, u kemiji i termodinamici je funkcija stanja termodinamičkog sustava.
Za razrijeđene otopine određuje se gustoća protoka tvari Nernst-Planckova jednadžba.
d×C d×φ
Jm=–U×R×T––––- –U×C×Z×F––––- ;
d×x d×x
U–pokretljivost čestica,
R- plinska konstanta 8,31 J/mol,
dC
z–naboj iona elektrolita,
F-Faradayev broj 96500 kg/mol,
dφ-potencijal električnog polja,
dφ
Postoje dva razloga za prijenos tvari tijekom pasivnog transporta: gradijent koncentracije i gradijent električnog potencijala. (Znakovi minusa ispred gradijenta pokazuju da gradijent koncentracije uzrokuje prijenos tvari s mjesta veće koncentracije na mjesta niže koncentracije.) Gradijent električnog potencijala uzrokuje prijenos pozitivnih naboja s mjesta s višim potencijalom na mjesta s nižim potencijalom.
Pasivni prijenos tvari može se dogoditi s mjesta s nižom koncentracijom na mjesto s višom koncentracijom (ako je drugi član jednadžbe veći po apsolutnoj vrijednosti od prvog).
Ako ne elektroliti Z=0; ili nema električnog polja, tada dolazi do jednostavne difuzije - Fickov zakon.
Jm =–- D×––––;
D – koeficijent difuzije;
- –- ––– gradijent koncentracije;
Difuzija – spontano kretanje tvari s mjesta s višim koncentracijama na mjesta s nižim koncentracijama tvari, zbog kaotičnog toplinskog kretanja molekula.
Difuziju tvari kroz lipidni dvosloj uzrokuje koncentracijski gradijent u membrani. Koeficijent propusnosti membrane ovisi o svojstvima membrane i tvarima koje se prenose. (Ako su koncentracije tvari na površini u membrani izravno proporcionalne koncentracijama na površini izvan membrane).
P=-–- ––- – koeficijent propusnosti
K–koeficijent raspodjele, koji pokazuje omjer koncentracije tvari izvan membrane i unutar nje.
L–debljina membrane;
D – koeficijent difuzije;
KoeficijentŠto je veći koeficijent difuzije (manja viskoznost membrane), to je membrana tanja, a tvar se bolje otapa u membrani, to je veća propusnost.
Nepolarne tvari - organske masne kiseline - dobro prodiru kroz membranu, ali polarne tvari topive u vodi - soli, baze, šećeri, aminokiseline - slabo prodiru.
Tijekom toplinskog kretanja, između repova se formiraju male slobodne ravnine - zvane lopatice - kroz koje polarne molekule mogu prodrijeti. Što je veća molekula, to je membrana manje propusna za tu tvar. Selektivnost prijenosa osigurava skup pora u membrani određenog radijusa koji odgovara veličini čestice koja prodire.
Olakšana difuzija– nastaje uz sudjelovanje molekula nosača. Prijenosnik iona kalija je valinomicin, koji ima oblik manšete; iznutra obložene polarnim skupinama, a izvana nepolarnima. Karakterizira ga visoka selektivnost. Valinomicin stvara kompleks s kalijevim ionima koji ulaze u manšetu, a topljiv je i u lipidnoj fazi membrane jer mu je molekula izvana nepolarna.
Molekule valinomicina na površini membrane hvataju ione kalija i prenose ih kroz membranu. Prijenos se može odvijati u oba smjera.
Olakšana difuzija se događa od mjesta s većom koncentracijom prenesene tvari prema mjestima s nižom koncentracijom.
Razlike između olakšane difuzije i jednostavne difuzije:
1) prijenos tvari s nosačem odvija se brže.
2) Olakšana difuzija ima svojstvo zasićenja s povećanjem koncentracije na jednoj strani membrane, gustoća toka raste sve dok sve molekule nosača nisu zauzete;
3) Uz olakšanu difuziju, uočava se konkurencija transportiranih tvari, kada se različite tvari prevoze prijevoznikom; Pritom se neke tvari podnose bolje od drugih, a dodavanje nekih tvari otežava transport drugih. Tako se među šećerima bolje podnosi glukoza od fruktoze, fruktoza je bolja od ksiloze, a ksiloza je bolja od arabinoze.
4) Postoje tvari koje blokiraju olakšanu difuziju – tvore jak kompleks s molekulama nosača. Stacionarne molekule su nosači koji su fiksirani preko membrane i prenose se s molekule na molekulu.
Filtriranje- kretanje otopine kroz pore u membrani pod utjecajem gradijenta tlaka. Brzina prijenosa tijekom filtracije poštuje Poiseuilleov zakon.
D v P1 – P2
–- –– = - ––––––;
Gradijent koncentracije
Gradijent koncentracije
Gradijent koncentracije(od lat. grady, gradu, gradus- napredak, kretanje, tijek, približavanje; kon- sa, zajedno, zajednički + centrum- centar) ili koncentracijski gradijent je vektorska fizikalna veličina koja karakterizira veličinu i smjer najveće promjene koncentracije tvari u okolišu. Na primjer, ako razmatramo dva područja s različitim koncentracijama tvari, odvojena polupropusnom membranom, tada će koncentracijski gradijent biti usmjeren od područja s nižom koncentracijom tvari prema području s višom koncentracijom.
Definicija
Gradijent koncentracije usmjeren je duž staze l, što odgovara normali na izokoncentracijsku površinu (polupropusna membrana). Vrijednost gradijenta koncentracije gradC jednaka omjeru elementarne promjene koncentracije dC na duljinu elementarnog puta dl :
Pri konstantnom gradijentu koncentracije C Putem l :
Ovdje C 1 I C 2- vrijednost početne i konačne koncentracije duž duljine puta l(normalno na izokoncentracijsku površinu).
Gradijent koncentracije može biti odgovoran za transport tvari, kao što je difuzija. Difuzija se odvija protiv koncentracijskog gradijenta.
Mjerna jedinica za gradijent koncentracije je vrijednost m−2, kao i njezine frakcijske ili višestruke derivacije.
U znanstvenoj literaturi (biologija, kemija, itd.) ovaj se pojam dosta često nalazi u značenju stupnja razlike, odnosno ne vektorske, već skalarne veličine koja pokazuje razliku u koncentracijama između dva ograničena područja, tj. gruba greška. S tim u vezi, kada se govori npr. o pasivnom transportu, oni ukazuju da se on odvija po koncentracijskom gradijentu, što znači razlika u koncentracijama tvari, ali to mijenja značenje pojma, pa je takvo tumačenje netočno.
vidi također
Književnost
- Antonov V.F., Chernysh A.M., Pasechnik V.I. Biofizika - M.: VLADOS, 2000, str. 35. ISBN 5-691-00338-0
- Trifonov E.V. Humana psihofiziologija, 14. izdanje. - St. Petersburg: 2011.
Zaklada Wikimedia. 2010.
Pogledajte što je "koncentracijski gradijent" u drugim rječnicima:
gradijent koncentracije- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme: energija općenito EN sastav gradijenta …
gradijent koncentracije- – razlika u sadržaju iona K+, Na+, Ca2+ izvan i unutar stanice (ionska asimetrija), što osigurava stvaranje membranskog potencijala i regulaciju bioefekata unutar stanice. Opća kemija: udžbenik / A. V. Zholnin ... Kemijski pojmovi
gradijent koncentracije- koncentracijos gradientas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. koncentracijski gradijent vok. Koncentracijski gradijent, m rus. koncentracijski gradijent, m pranc. gradijent koncentracije, m … Fizikos terminų žodynas
gradijent koncentracije nečistoća- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme: energija općenito EN gradijent nečistoća ... Vodič za tehničke prevoditelje
relativni gradijent koncentracije kozmičkih zraka- relativni koncentracijski gradijent Vektor usmjeren prema najvećem porastu koncentracije kozmičkih zraka, čiji je modul jednak omjeru derivacije koncentracije u tom smjeru i vrijednosti koncentracije. [GOST 25645.104 84]… … Vodič za tehničke prevoditelje
Ovaj članak je o matematičkoj karakteristici; o načinu popunjavanja vidi: Gradijent (računalna grafika) ... Wikipedia
animalno-vegetativni gradijent- ANIMALNA EMBRIOLOGIJA ANIMALNI VEGETATIVNI GRADIJENT - gradijent osjetljivosti u neoplođenom jajetu s izraženim animalnim i vegetativnim polom (npr. kod ptica kod uginuća jajeta dolazi do promjena prvo na... ... Opća embriologija: Terminološki rječnik
Teorija neravnotežnih makroskopskih procesa, odnosno procesa koji nastaju u sustavima izvan stanja toplinske (termodinamičke) ravnoteže. Za K. f. može se pripisati termodinamici neravnotežnih procesa (vidi Termodinamika ... ... Velika sovjetska enciklopedija
Nepovratni prijenos mase komponente smjese unutar jedne ili više. fazama Provedeno kao rezultat kaotičnog kretanje molekula (mol. difuzija), makroskop. kretanje cjelokupnog medija (konvektivni transport), au turbulentnim strujanjima i kao posljedica... ... Kemijska enciklopedija
ICD 10 E ... Wikipedia
Potencijal ravnoteže– je vrijednost transmembranske razlike električnih naboja pri kojoj struja iona u stanicu i iz nje postaje ista, tj. zapravo, ioni se ne kreću.
Koncentracija iona kalija unutar stanice mnogo je veća nego u izvanstaničnoj tekućini, a koncentracija iona natrija i klora, naprotiv, mnogo je veća u izvanstaničnoj tekućini. Organski anioni su velike molekule koje ne prolaze kroz staničnu membranu.
Ova koncentracijska razlika odn gradijent koncentracije je pokretačka sila za difuziju otopljenih iona u područje niže koncentracije ili, u skladu s drugim zakonom termodinamike, na nižu energetsku razinu. Dakle, kationi natrija moraju difundirati u stanicu, a kationi kalija moraju difundirati iz nje.
Također je potrebno uzeti u obzir propusnost stanične membrane za različite ione, a ona se mijenja ovisno o stanju aktivnosti stanice. U mirovanju su na plazma membrani otvoreni samo kanali kalijevih iona, kroz koje drugi ioni ne mogu proći.
Napuštajući stanicu, kalijevi kationi smanjuju broj pozitivnih naboja u njoj i istovremeno povećavaju njihov broj na vanjskoj površini membrane. Organski anioni preostali u stanici počinju ograničavati daljnje oslobađanje kationa kalija, budući da između aniona unutarnje površine membrane i kationa njezine vanjske površine nastaje električno polje i elektrostatsko privlačenje. Ispostavilo se da je sama stanična membrana polarizirana: pozitivni naboji su grupirani na njezinoj vanjskoj površini, negativni naboji su grupirani na unutarnjoj površini.
Dakle, ako je membrana spremna propustiti ione, tada će smjer ionske struje biti određen dvjema okolnostima: koncentracijskim gradijentom i djelovanjem električnog polja, a koncentracijski gradijent može usmjeriti ione u jednom smjeru, a električno polje u drugom. Kada se te dvije sile uravnoteže, protok iona praktički prestaje, budući da broj iona koji ulaze u stanicu postaje jednak broju iona koji izlaze. Ovo stanje se zove ravnotežni potencijal.
Aktivni transport T
Difuzija iona trebala bi smanjiti koncentracijski gradijent, ali bi koncentracijska ravnoteža značila smrt stanice. Nije slučajno da troši više od 1/3 svojih energetskih resursa na održavanje gradijenata i održavanje ionske asimetrije. Aktivan je transport iona kroz staničnu membranu u odnosu na gradijente koncentracije, tj. način prijevoza koji troši energiju, osigurava ga natrij-kalijeva pumpa.
Ovo je veliki integralni protein stanične membrane, koji kontinuirano uklanja ione natrija iz stanice i istovremeno u nju pumpa ione kalija. Ovaj protein ima svojstva ATPaze, enzima koji razgrađuje ATP na unutarnjoj površini membrane, gdje protein veže tri iona natrija. Energija koja se oslobađa tijekom cijepanja molekule ATP-a koristi se za fosforilaciju određenih dijelova proteina pumpe, nakon čega se konformacija proteina mijenja i on uzima tri iona natrija iz stanice, ali istovremeno uzima dva iona kalija izvana. i dovodi ih u stanicu (slika 4.1).
Tako se u jednom ciklusu pumpe iz stanice odstrane tri iona natrija, u nju se unesu dva iona kalija, a na taj se rad troši energija jedne molekule ATP-a. Tako se u stanici održava visoka koncentracija kalija, a u izvanstaničnom prostoru natrija. Ako uzmemo u obzir da su i natrij i kalij kationi, tj. nose pozitivne naboje, tada je neto rezultat jednog ciklusa rada pumpe za distribuciju električnih naboja uklanjanje jednog pozitivnog naboja iz ćelije. Kao rezultat ove aktivnosti, membrana postaje malo negativnija iznutra i stoga se natrij-kalijeva pumpa može smatrati elektrogenom.
U 1 sekundi pumpa je sposobna ukloniti oko 200 iona natrija iz stanice i istovremeno transportirati oko 130 iona kalija u stanicu, a 100-200 takvih pumpi može se smjestiti na jedan kvadratni mikrometar površine membrane. Osim natrija i kalija, pumpa transportira glukozu i aminokiseline u stanicu suprotno koncentracijskim gradijentima; Ovaj, takoreći prolazni transport, dobio je naziv: simport. Učinkovitost natrij-kalijeve pumpe ovisi o koncentraciji natrijevih iona u stanici: što je veća, to pumpa brže radi. Ako se koncentracija natrijevih iona u stanici smanji, tada će pumpa smanjiti svoju aktivnost.
Uz natrij-kalijevu pumpu postoje posebne pumpe za kalcijeve ione u staničnoj membrani. Oni također koriste ATP energiju za iznošenje kalcijevih iona iz stanice, što rezultira značajnim gradijentom koncentracije kalcija: puno ga je više izvan stanice nego u stanici. To uzrokuje da ioni kalcija stalno teže ući u stanicu, ali u mirovanju stanična membrana gotovo ne dopušta tim ionima da prođu. Međutim, ponekad membrana otvori kanale za te ione i tada oni imaju vrlo važnu ulogu u otpuštanju medijatora ili u aktivaciji određenih enzima.
Stoga aktivni transport stvara koncentracijske i električne gradijente koji igraju važnu ulogu u cjelokupnom životu stanice.
