渗透作用是由于扩散穿过半透膜。如果用半透膜将两种不同浓度的溶液分开，那么溶剂将倾向于从浓度较低的溶液扩散到浓度较高的溶液。这个过程叫做渗透作用. 在细胞水平上，这两个过程都是被动运输.

半透膜是一种非常薄的材料层，可以让小分子，如氧气、水、二氧化碳、氨、葡萄糖、氨基酸等通过。然而，它们不允许较大的分子，如蔗糖、蛋白质等通过。

对比图

渗透与扩散过程

当颗粒或分子的自发净运动通过半透膜将其从高浓度区域扩散到低浓度区域时，就会发生扩散。它只是随机运动的统计结果。随着时间的推移，高浓度和低浓度之间的差异梯度将下降（变得越来越浅），直到浓度平衡。

扩散增加了熵（随机性），降低了吉布斯自由能，因此是热力学的一个明显例子。扩散是在热力学第二定律的范围内进行的，因为它表明了自然界倾向于“减弱”，寻求一种能量集中度较低的状态，熵的增加就是证明。

渗透是水在半透膜上扩散的过程。水分子可以自由地通过细胞膜的两个方向，无论是进是出，因此渗透调节水合作用，营养物质的流入和废物的流出，以及其他过程。

例如，如果植物或动物细胞周围的培养基的水浓度高于细胞，那么细胞将通过渗透作用获得水。总的结果是水进入细胞，细胞很可能水合膨胀。如果培养基中的水浓度低于细胞，则会因渗透作用而失水，因为此时离开细胞的水比进入细胞的水多。因此细胞会收缩。如果培养基中的水浓度完全相同，那么细胞将保持相同的大小，同时保持浓度平衡。在每种情况下，溶剂的运动都是从低浓度（低渗）到高浓度（高渗）的溶液，这往往会减少浓度差（均衡）。

功能差异

渗透作用影响动物体内营养物质的分布和代谢产物的释放；在植物中，渗透作用部分地负责土壤水分的吸收，并使液体上升到植物的叶子上。

扩散可以通过细胞膜进行，细胞膜允许水（H2O）、氧（O2）、二氧化碳（CO2）等小分子轻松通过。因此，虽然渗透作用有助于植物吸收水分和其他液体，但扩散作用有助于其他分子通过，从而促进光合作用过程。这两个过程都有助于植物产生能量和其他重要的营养物质。

不同类型的渗透和扩散

渗透的两种类型是：

• 反渗透：渗透压定义了高溶质和低溶质之间的差异梯度在什么时候触发渗透。在反渗透中，增加的体积或大气压将“推动”更高的溶质颗粒通过膜，克服渗透压不允许通过膜扩散时可能存在的间隙。当杂质的浓度太低而不能正常渗透时，这种工艺通常用来过滤水中的杂质，但仍然需要更清洁的水，如在脱盐和制药操作中。

• 正渗透：与反渗透不同的是，反渗透从高浓度到低浓度，正渗透迫使低溶质颗粒移动到高溶质-本质上，与正常的渗透过程相反。反渗透“推动”粒子，而正渗透“吸引”它们，从而产生更清洁的水。

扩散类型有：

• 表面扩散：将粉末状物质滴在液体表面后所见。

• 布朗运动：在显微镜下观察到的粒子在液体中跳跃、滑动和飞镖的随机运动。

• 集体扩散：液体中大量粒子的扩散，这些粒子保持完整或与其他粒子相互作用。

• 渗透：水通过细胞膜的扩散。

• 渗出：气体通过小孔扩散时发生。

• 电子扩散：产生电流的电子运动。

• 促进扩散：离子或分子在细胞膜上的自发被动传输（不同之处在于它发生在渗透或细胞内扩散的活跃期之外）。

• 气体扩散：主要与****一起用于生产用于核反应堆和核武器的浓缩铀。

• 克努森扩散：衡量膜孔内颗粒相互作用的变量，与颗粒大小、孔的长度和直径有关。

• 动量扩散：主要在液体中粒子间动量的扩散，受液体粘度的影响（粘度越高=动量扩散越大）。

• 光子扩散：光子在材料中的运动，然后在材料中以不同密度反弹时散射。在医学测试中用作漫反射光学成像。

• 反扩散：类似于正渗透，低浓度向高浓度移动，但指的是颗粒的分离，而不仅仅是水。

• 自扩散系数：当化学梯度为零（中性或平衡）时，测量一类粒子扩散程度的系数。

参考文献

• 维基百科：扩散
• 维基百科：渗透
• 扩散超物理