Quais os principais fatores que influenciam no processo de difusão?

O Explicando a Matéria de hoje busca clarificar o fenômeno de difusão em sólidos e quais os fatores que o influenciam. A difusão é definida como o transporte de matéria por movimento atômico, de forma que átomos migram de uma posição para outra na rede cristalina. Para um átomo fazer esse movimento, duas condições devem ser atendidas: deve existir uma posição adjacente vazia e o átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as ligações atômicas com seus átomos vizinhos e então causar alguma distorção da rede durante o seu deslocamento. Essa energia é de natureza vibracional e aumenta com a temperatura.

     Dois mecanismos de difusão são dominantes em metais: a difusão intersticial e a difusão substitucional, por lacunas. O primeiro deles consiste na migração de átomos de uma posição intersticial para uma posição intersticial vizinha que esteja vazia. Esse mecanismo é encontrado para a interdifusão de impurezas, que são pequenas o suficiente para se encaixar nas posições intersticiais. Por outro lado, na difusão por lacunas um átomo se movimenta de uma posição normal da rede cristalina para outra posição vaga ou lacuna na rede.

     Se o fluxo difusional não varia com o tempo, existe uma condição de regime estacionário. Nesse caso, utilizamos a primeira lei de Fick para calcular a quantidade de átomos que se difunde através de uma área por unidade de tempo. A constante D presente na fórmula é chamada de coeficiente de difusão. Entretanto, a maioria das situações práticas envolvendo difusão ocorre em regime não estacionário, ou seja, o fluxo difusional e o gradiente de concentração em um ponto específico no interior de um sólido variam com o tempo. Nesse caso, utilizamos a segunda lei de Fick para os cálculos.

     A magnitude do coeficiente de difusão D e, consequentemente, a difusão de átomos, é dependente tanto da espécie em difusão quanto da temperatura. O coeficiente de difusão varia exponencialmente com a temperatura, de forma que esse fator possui uma influência profunda sobre as taxas de difusão. Por exemplo, ao se elevar a temperatura de 500ºC para 900ºC, a autodifusão do Fe no ferro-alfa aumenta em aproximadamente seis ordens de grandeza!

Fonte: CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002.

A difusão simples é um tipo de transporte passivo de substâncias através da membrana celular.

É um processo que ocorre da região em que as partículas estão mais concentradas para regiões em que sua concentração é menor, até que se atinja um equilíbrio nas concentrações.

Assim, a difusão ocorre a favor de um gradiente de concentração. Com isso, não há gasto de energia e nem a necessidade de um carreador para as substâncias.

A difusão deve-se pelo fato das partículas estarem em constante movimentação. Para que aconteça, duas condições fundamentais devem existir:

• A membrana celular deve ser permeável a substância que será transportada;
• Deve haver diferenças de concentração dessa substância entre a célula e o ambiente externo.

A difusão é um importante processo para as células, pois permite a entrada de substâncias essenciais ao metabolismo celular e também permite a saída de excreções.

Exemplo de Difusão Simples

Um exemplo de difusão simples é o processo de respiração. Ao chegar aos alvéolos pulmonares, o oxigênio difunde-se para o sangue dos capilares. Enquanto isso, o gás carbônico presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos.

Essa situação de trocas gasosas ocorre devido às diferenças de concentração entre os dois gases nos alvéolos pulmonares, no sentido do meio mais concentrado para o menos concentrado.

Diferença entre a Difusão Simples e a Facilitada

A difusão facilitada e a difusão simples tratam do mesmo processo de transporte passivo de substâncias através da membrana celular.

A diferença é que na difusão facilitada existe o auxílio de proteínas, as permeases. Essas proteínas atuam como carreadoras de substâncias, elas capturam as moléculas e facilitam sua entrada na célula.

Saiba mais sobre os dois tipos de transporte através da membrana, leia também:

• Transporte Ativo
• Transporte Passivo

Diferenças entre a Difusão Simples e a Osmose

A osmose é um tipo especial de difusão, pois trata apenas da passagem de água através da membrana celular.

A osmose é a passagem de água de um meio menos concentrado (hipotônico) para outro mais concentrado (hipertônico).

Amplie os seus conhecimentos, saiba mais sobre:

• Permeabilidade Seletiva
• Bomba de Sódio e Potássio

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

Quais fatores influenciam a difusão?

Que fatores influenciam a taxa de difusão através de uma membrana?

Quais são os fatores que influenciam os processos de difusão simples e facilitada?

Quais são os principais fatores da estrutura dos materiais que favorecem a difusão?

Como e o processo de difusão?