Difusão - introdução

RKA - Digamos que haja, no interior desse recipiente verde, algumas moléculas de ar. Nós presumimos que estas moléculas estejam submetidas a uma determinada temperatura, e que tenham uma determinada energia cinética média, mas, todas elas terão velocidades diferentes. Estarão colidindo e movendo-se de diferentes maneiras. E da maneira como eu desenhei, você é capaz de perceber algo. Eu vou desenhar uma linha imaginária aqui, a qual não estará realmente dividindo o recipiente, eu só estou usando ela para que você possa visualizar melhor o lado esquerdo e o lado direito. Assim, é possível perceber que no lado esquerdo há uma maior concentração de moléculas. Mas como podemos medir concentração? A maneira correta de fazer isso é através de uma unidade de volume, mas aqui temos uma seção transversal. Então, se eu tiver uma sessão deste tamanho, do lado esquerdo, veja que aqui eu tenho quatro moléculas dentro da seção, eu teria de três a cinco moléculas por cada sessão, deste tamanho. Mas, se eu tiver uma sessão, mais ou menos deste mesmo tamanho, no lado direito, eu terei uma, ou talvez, duas moléculas. Bom, eu não serei muito precisa, mas ficou claro que eu tenho uma maior concentração aqui, no lado esquerdo, uma vez que deste lado temos mais moléculas por unidade de área, e se estivéssemos pensando em três dimensões, então, por unidade de volume, do que temos do lado direito. Então, resumindo, nós temos uma maior concentração no lado esquerdo, e uma menor concentração no lado direito. E quando temos uma situação como esta, em que há uma maior concentração, e então uma menor concentração, nós chamamos isso de "gradiente de concentração". O valor da concentração da substância por unidade de espaço está mudando de um maior valor para outro menor, o que chamamos de gradiente de concentração. Então, olhando para a situação apresentada, o que acontecerá? Todas essas partículas estarão se mexendo. Elas se moverão da esquerda para direita, e da direita para a esquerda, mas, nós temos mais partículas na esquerda suscetíveis a irem para a direita, do que partículas na direita suscetíveis a irem para a esquerda. Lembre-se: todas elas estão se movendo em direções distintas e com essas velocidades aleatórias, mas, neste lado, há o maior número delas, as quais estão se mexendo, colidindo-se umas com as outras, colidindo com as paredes do recipiente. Então, como há uma maior concentração no lado esquerdo, teremos uma maior chance dessas partículas irem da esquerda para direita, do que da direita para a esquerda. E se deixarmos este sistema se estabilizar, com o passar do tempo, teremos algo parecido com isto: vou desenhar apenas as moléculas, sem os vetores velocidade. Então, se deixarmos passar tempo suficiente, não mais devemos ter um gradiente de concentração. A concentração deverá ser bastante uniforme com o passar do tempo. Então, mesmo que eu desenhe esta linha tracejada, deverá haver uma mesma concentração nos dois lados, de modo que não mais tenhamos um gradiente. E, mais uma vez, não há nada mágico acontecendo aqui, nós só temos de pensar que estas moléculas estão se movendo aleatoriamente, e se há uma maior concentração na esquerda, há uma maior chance de colidirem-se umas com as outras, de irem da esquerda para direita, do que da direita para a esquerda. Mesmo nesta situação de estabilidade, haverá partículas indo da direita para a esquerda, da direita para a esquerda. Mas, agora, como há a mesma concentração dos dois lados, em um dado momento há uma igual probabilidade das partículas irem da direita para a esquerda, e da esquerda para a direita, havendo, então, um tipo de equilíbrio. E é claro que em um determinado período de tempo, esta partícula se mova da esquerda para a direita, assim como esta e esta outra. Desde que haja uma concentração igual nos dois lados, há uma probabilidade igual de o mesmo número de partículas moverem-se da direita para a esquerda. E eu demonstrei este processo com apenas vinte partículas, o que é um número bem baixo, mas, se estivéssemos falando sobre moléculas de ar em uma situação real, ou se pensarmos nos diferentes tipos de molécula que podem estar em uma solução aquosa, nós estaremos lidando com muito mais do que vinte partículas. Assim, pensamos em termos de grandes números probabilísticos. Neste caso, por exemplo, a probabilidade de algo se mover da esquerda para a direita é a mesma do que da direita para a esquerda, e por isso haverá uma estabilidade. Neste outro caso, por outro lado, há uma probabilidade muito maior de uma partícula se mover da esquerda para a direita do que da direita para a esquerda, e é por isso que elas se movem do lado que apresenta a maior concentração para aquele que apresenta menor concentração. Uma outra maneira de pensar sobre isso envolve, como vimos antes, o movimento de moléculas a favor do gradiente de concentração. Bom, o processo que acabamos de descrever é a "difusão". E conforme estudamos mais, veremos como a difusão é importante para os sistemas biológicos e químicos, que ela não requer o uso de energia extra para mover as moléculas. Isso acontecerá de uma forma natural e, mais uma vez, não há nenhum tipo de mágica. O que acontece é: mais partículas aqui, maior chance de movimento da esquerda para a direita, do que da direita para a esquerda. E eu quero deixar bem claro que, ainda assim, é possível haver o movimento da direita para a esquerda. Por exemplo, seria totalmente possível que esta partícula, ao invés de se mover neste sentido, estivesse indo da direita para a esquerda. Então, não é como se tudo estivesse se movendo da esquerda para a direita, mas há uma maior chance de que as partículas se movam neste sentido. Então, esta outra partícula poderia se mover nesta direção, porque há mais partículas aqui que estão se movendo nos mais diferentes e aleatórios sentidos. Até o próximo vídeo!