Диффузия. В растворе в состоянии равновесия суммарное перемещение молекул растворенного вещества за некоторый промежуток времени равно нулю

В растворе в состоянии равновесия суммарное перемещение молекул растворенного вещества за некоторый промежуток времени равно нулю. Если в растворе создать градиент концентрации, то молекулы белка из области с высокой концентрацией будут перемещаться в область с низкой до тех пор, пока не установится равновесие.

Суммарное перемещение молекул растворенного вещества под влиянием градиента концентрации называется диффузией. Диффузия является следствием 2-го начала термодинамики. Следовательно, все процессы протекают в сторону возрастания энтропии, т.е. к уменьшению упорядоченности системы.

Скорость диффузии: = -AD (закон Фика) определяется некоторым количеством растворенного вещества ( ), диффундирующего через перпендикулярно направленную площадку А и пропорциональна изменению концентрации. Коэффициент диффузии (D) – это количество растворенного вещества, диффундирующее за 1с через поверхность площадью 1см² при градиенте концентрации, равном единице (минус т.к. диффузия идет против градиента концентрации). Коэффициент диффузии зависит от размера и формы молекулы, а также от сопротивления, обусловленного внутренним трением (вязкостью молекул). Для сферических молекул, которые по размеру >> молекул воды коэффициент диффузии

D ~ ; D ~ .

В принципе величина коэффициента диффузии уменьшается при увеличении молекулярной массы растворенного вещества, однако, в случае очень больших молекул зависимость коэффициента диффузии от молекулярной массы выражается слабо. Это объясняется тем, что процессу диффузии противодействует сопротивление, обусловленное внутренним трением между молекулами белка и растворителя, следовательно, коэффициент диффузии не может служить мерой молекулярной массы белка.