Gradijent koncentracije. Koncentracijski i električni gradijenti T – apsolutna temperatura

Gradijent koncentracije(iz lat. grady, gradu, gradus- napredovanje, kretanje, tok, približavanje; kon- sa, zajedno, zajednički + centrum- centar) ili koncentracijski gradijent je vektor fizička količina, karakterizirajući veličinu i smjer najveće promjene koncentracije bilo koju tvar 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.

Aktivni transport- prijenos tvari kroz stanični ili unutarstanični membrana(transmembranski A.t.) ili kroz sloj stanica (transcelularni A.t.), koji teče protiv gradijent koncentracije iz područja niske koncentracije u područje visoke, tj. uz utrošak slobodne energije tijela. U većini slučajeva, ali ne uvijek, izvor energije je energija visokoenergetskih veza ATP.

Različite transportne ATPaze, lokalizirane u staničnim membranama i uključene u mehanizme prijenosa tvari, glavni su element molekularnih uređaja - pumpi koje osiguravaju selektivnu apsorpciju i pumpanje određenih tvari (na primjer, elektrolita) od strane stanice. Aktivni specifični transport neelektrolita (molekularni transport) ostvaruje se pomoću nekoliko vrsta molekularnih strojeva - pumpi i nosača. Prijenos neelektrolita (monosaharida, aminokiselina i drugih monomera) može se povezati s simport- transport druge tvari, čije je kretanje protiv koncentracijskog gradijenta izvor energije za prvi proces. Symport se može osigurati ionskim gradijentima (na primjer, natrij) bez izravnog sudjelovanja ATP-a.

Pasivni transport- prijenos tvari kroz gradijent koncentracije iz područja visoke koncentracije u područje niske, bez utroška energije (npr. difuziju, osmoza). Difuzija je pasivno kretanje tvari iz područja veće koncentracije u područje niže koncentracije. Osmoza je pasivno kretanje određenih tvari kroz polupropusnu membranu (obično prolaze male molekule, velike molekule ne prolaze).

Postoje tri vrste prodiranja tvari u stanicu kroz membrane: jednostavna difuzija, olakšana difuzija, aktivni transport.

Jednostavna difuzija

U jednostavnoj difuziji, čestice tvari kreću se kroz lipidni dvosloj. Smjer jednostavne difuzije određen je samo razlikom u koncentracijama tvari s obje strane membrane. Jednostavnom difuzijom prodiru u stanicu hidrofobni tvari (O2, N2, benzen) i polarne male molekule (CO 2, H 2 O, urea). Polarne relativno velike molekule (aminokiseline, monosaharidi), nabijene čestice (ioni) i makromolekule (DNK, proteini) ne prodiru.

Olakšana difuzija

Većina tvari prenosi se kroz membranu pomoću transportnih proteina (proteina nosača) uronjenih u nju. Svi transportni proteini tvore kontinuirani proteinski prolaz kroz membranu. Uz pomoć proteina nosača provodi se i pasivni i aktivni transport tvari. Polarne tvari (aminokiseline, monosaharidi), nabijene čestice (ioni) prolaze kroz membrane pomoću olakšane difuzije, uz sudjelovanje proteina kanala ili proteina nosača. Sudjelovanje proteina nosača osigurava veću stopu olakšane difuzije u usporedbi s jednostavnom pasivnom difuzijom. Brzina olakšane difuzije ovisi o nizu razloga: o transmembranskom gradijentu koncentracije transportirane tvari, o količini prijenosnika koji se veže na transportiranu tvar, o brzini vezanja tvari pomoću prijenosnika na jednoj površini membrane (na primjer, na vanjskoj površini), na brzinu konformacijskih promjena u molekuli prijenosnika, usljed čega se tvar prenosi kroz membranu i oslobađa na drugoj strani membrane. Olakšana difuzija ne zahtijeva posebne troškove energije zbog hidrolize ATP-a. Ova značajka razlikuje olakšanu difuziju od aktivnog transmembranskog transporta.

Značenje Na/K pumpa za ćel nije ograničen na stabiliziranje normalnih gradijenata K+ i Na+ kroz membranu. Energija pohranjena u membranskom Na+ gradijentu često se koristi za olakšavanje membranskog transporta drugih tvari. Na primjer, na sl. Slika 1.10 prikazuje “simport” Na+ i molekule šećera u stanicu. Membranski transportni protein transportira molekulu šećera u stanicu čak i protiv koncentracijskog gradijenta, istodobno Na+ kreće se po gradijentima koncentracije i potencijala, osiguravajući energiju za transport šećera. Takav prijevoz Saharova potpuno ovisi o postojanju visok gradijent natrija ja; ako se unutarstanična koncentracija natrija značajno poveća, transport šećera se zaustavlja.

Postoje različiti sustavi simbola za različite šećere. Transport aminokiselina u stanicu sličan je transportu šećera prikazanom na sl. 1.10; osigurava ga i gradijent Na+; Postoji najmanje pet različitih simportnih sustava, svaki specijaliziran za jednu skupinu srodnih aminokiselina.

osim simport sustavi tu su i " antiporteri" Jedan od njih, na primjer, prenosi jedan kalcijev ion iz stanice u jednom ciklusu u zamjenu za tri ulazna natrijeva iona (slika 1.10). Energija za transport Ca2+ stvara se ulaskom tri natrijeva iona duž koncentracijskog i potencijalnog gradijenta. Ta je energija dovoljna (pri potencijalu mirovanja) za održavanje visokog gradijenta iona kalcija (od manje od 10 -7 mol/L unutar stanice do približno 2 mmol/L izvan stanice).

Zdravo! Prema definiciji, koncentracijski gradijent je usmjeren od strane niže koncentracije prema strani više koncentracije. Stoga se uvijek kaže da je difuzija usmjerena protiv gradijenta koncentracije, tj. sa strane s većom koncentracijom na stranu s nižom koncentracijom.
No, kad čitate literaturu o životnoj aktivnosti stanice, fotosintezi, uvijek stoji da “uz gradijent koncentracije” – to je u smjeru pada koncentracije, a “protiv gradijenta koncentracije” – u smjeru povećanja. koncentracija i tako je npr. jednostavna difuzija u stanicama (ili inače obična difuzija) usmjerena duž koncentracijskog gradijenta.
Ali javlja se kontradikcija. Ispada da je izraz "duž gradijenta koncentracije" zapravo kretanje suprotno od smjera gradijenta koncentracije. Kako to može biti?

Ova uporna i široko rasprostranjena pogreška povezana je s razlikama u razumijevanju smjera vektora gradijenta koncentracije u fizici i biologiji. Biolozi radije govore o smjeru vektora gradijenta koncentracije od veće prema manjoj vrijednosti, a fizičari od manje prema većoj vrijednosti.

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.[...]

Difuzijskoforeza 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. Ovako iznimno visoko povećanje 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 kap 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 protoka 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 niz 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 mješavine 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 paro-plinske smjese debljine k i (e - k) (slika 1.8). Tijekom isparavanja nastaju gradijenti temperature u tekućini i smjesi pare i plina (područja 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 (propusni 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 difundirati kroz membranu velikom brzinom. Zbog toga se stvara potencijalna razlika koja, pak, može poslužiti kao pokretačka sila za ulazak suprotno nabijenog iona. Električni potencijal također može proizaći iz neravnomjerne raspodjele naboja unutar same membrane. Dakle, pasivno kretanje iopova može slijediti 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 molekularnom težinom od 31 000, 65 000, 94 000, 160 000, 220 000, 350 000. Najmanje povezan oblik NAD kinaze je protein s molekularnom 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 uz gradijent koncentracije kemijskih tvari u povoljne zone. Metoda vam omogućuje brzo određivanje akutne toksičnosti uzoraka vode i namijenjena je kontroli toksičnosti prirodne, otpadne, pitke vode, vodenih ekstrakata iz različitih materijala i prehrambeni proizvodi.[ ...]

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, a potonje su kvazihomogeni gelovi kroz koje otapalo i otopljene tvari prodiru pod utjecajem koncentracijskog gradijenta (molekularna difuzija), stoga se takve membrane nazivaju difuzijske membrane. [...]

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 mnogo 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 kada se soja uzgaja na pijesku i navodnjava takvom vodom, postoji neravnoteža u hranjivim tvarima a proces treba 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-a, koji, kako vjerujemo, difundiraju iz susjednih žuto-zelenih tkiva (slika 35).[...]

Međutim, praksa pokazuje da ovi 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 udaljenije od mjesta primjene, koncentracija herbicida je 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 proces u kemijskoj tehnologiji, koji se u tehnologiji pročišćavanja 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 onečišćujućih tvari.[...]

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 koncentracije auksina u tkivima fetusa, pri čemu je najveća koncentracija auksina pronađena u sjemenkama, niža u posteljici, a najniža 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 to 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. Ilustrirajmo to na primjeru tri glavna "staklenička" plina - vodene pare, ozona i CO2. Sa slike 3.1 jasno je da se apsorpcijski pojas molekule ugljičnog dioksida sa središtem na 15 μm uvelike preklapa vrpcama vodena para.Odavde možemo zaključiti da uloga CO2 u apsorpciji zračenja nije tako velika.Međutim, ako pogledamo sliku 3.3, koja prikazuje vertikalne profile H, 0 i 03 dobivene tijekom stvarnih promatranja u siječnja 1972., vidjet ćemo koliki je gradijent koncentracije vodene pare. Naprotiv, ugljični dioksid je prilično jednoliko izmiješan u sloju zraka od oko 1 do 70 km. Prema tome, iznad 2-3 km, glavni apsorber uzlaznog toplinsko zračenje temeljne površine može biti CO2, a ovaj zaključak podupiru 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.balans. 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, smanjuje se vjerojatnost da će se među korijenima pojaviti konkurencija za nitrate. [...]

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.

Karakterizacija veličine i smjera najveće promjene koncentracije tvari u okolišu. Na primjer, ako uzmemo u obzir dva područja s različitim koncentracijama tvari, odvojena polupropusnom membranom, tada će gradijent koncentracije biti usmjeren od područja s nižom koncentracijom tvari prema području s višom koncentracijom Lua pogreška: callParserFunction: funkcija "#property" nije pronađena. )]][[K:Wikipedia:Članci bez izvora (zemlja: Lua pogreška: callParserFunction: funkcija "#property" nije pronađena. )]] .

Definicija

Gradijent koncentracije usmjeren je duž staze l, što odgovara normali na izokoncentracijsku površinu (polupropusna membrana). Vrijednost gradijenta koncentracije texvc nije pronađeno; Pogledajte math/README - pomoć pri postavljanju.): \nabla C 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 vektora gradijenta koncentracije [[K:Wikipedia:Članci bez izvora (zemlja: Lua pogreška: callParserFunction: funkcija "#property" nije pronađena. )]][[K:Wikipedia:Članci bez izvora (zemlja: Lua pogreška: callParserFunction: funkcija "#property" nije pronađena. )]][[K:Wikipedia:Članci bez izvora (zemlja: Lua pogreška: callParserFunction: funkcija "#property" nije pronađena. )]] .

Mjerna jedinica gradijenta koncentracije u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) je vrijednost −4 (mol/m 4 ili kg/m 4), kao i njezine frakcijske ili višestruke derivacije.

vidi također

Napišite recenziju o članku "Koncentracijski gradijent"

Književnost

• Antonov V.F., Chernysh A.M., Pasechnik V.I. Biofizika - M.: VLADOS, 2000, str. 35. ISBN 5-691-00338-0
• Trifonov E. V.- St. Petersburg: 2011.

Izvadak koji karakterizira gradijent koncentracije