Qué es un gradiente de difusión

Escrito por david dunning | Traducido por azul benito
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Qué es un gradiente de difusión
El gradiente de difusión es responsable de varios procesos naturales. (Martin Poole/Stockbyte/Getty Images)

La difusión, también conocida como migración, es el nombre científico para la mezcla de los átomos, las moléculas o iones de dos sustancias diferentes en contacto una con la otra. Los sustancias pueden ser gases, líquidos o sólidos, y la difusión es el resultado del movimiento térmico aleatorio de sus partículas.

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Concentración

Un gradiente de difusión, o gradiente de concentración, existe cuando un área de mayor concentración se encuentra en contacto con una zona de concentración más baja. Cuando las sustancias están en contacto, las partículas pueden fluir entre ellas. Las partículas de una sustancia están en continuo movimiento, al azar en todas las direcciones, pero hay un flujo neto de partículas por el gradiente de difusión, en otras palabras, desde la zona de mayor concentración a la zona de concentración más baja.

Equilibrio dinámico

Puesto que las partículas fluyen hacia el menor gradiente de difusión, su concentración en la parte de mayor gradiente disminuye y su concentración en la parte de menor concentración aumenta su gradiente, por lo que el gradiente se hace más pequeño y la función posee menos pendiente. Con el tiempo, la concentración de partículas se ecualiza y el gradiente de difusión deja de existir. En este punto, conocido como equilibrio dinámico, las partículas continúan moviéndose, pero no hay flujo neto de partículas en una misma dirección y no hay cambio de la concentración.

Energía libre

El movimiento de una sustancia por gradiente de difusión libera energía y se conoce como proceso exergónico. La energía libre liberada durante el proceso se puede calcular a partir de la fórmula ΔG = RT ln (C2/C1), donde R representa la constante universal de los gases, T representa la temperatura, ln representa logaritmo natural y C1 y C2 representan las concentraciones de la sustancia en la parte de mayor y la de menor gradiente de difusión. El movimiento de una sustancia hacia o en contra de un gradiente de concentración es un proceso endergónico que requiere de una fuente de energía externa.

Ejemplos

Un gradiente de difusión es responsable de muchos fenómenos cotidianos, tales como la dispersión de un vapor en el aire, o la disolución de una sal en agua. Una gota de perfume, por ejemplo, se evapora rápidamente para crear una alta concentración de moléculas de perfume por encima de la gota. Las moléculas de perfume chocan unas con otras, separando las moléculas más y más lejos de la gota inicial, por lo que con el tiempo su concentración se iguala en todo el espacio en el que la gota fue puesta en libertad. Del mismo modo, una pila de sal de mesa (cloruro de sodio) en agua, rápidamente se disocia en iones sodio con carga (Na +) y cloruro (Cl-). Los iones se separan gradualmente a partir de una densa concentración hacia las zonas de menor concentración.

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