Transferts passifs à travers une membrane Flashcards
Comment les molécules se déplacent ?
Elles se déplacent :
* du fait de l’agitation thermique
* du fait d’éventuels phénomènes physiques :
- Différence de concentration
- Différence de pression hydrostatique
- Différence de potentiel électrique
Définition de diffusion ?
Mouvement lié à une différence de concentration
Définition de convection ?
Mvt lié à une différence de pression hydrostatique
Définition de migration ?
Mvt lié à une différence de potentiel électrique
Définition de membrane ?
Une membrane désigne toute interface entre 2 compartiments liquidiens
Condition pour qu’il puisse y avoir une transfert au niveau d’une membrane ?
Il faut que la membrane ne soit pas totalement
imperméable à la molécule considérée
Qu’est-ce qu’un pore ?
Passage possible d’une molécule à travers une membrane
De quel nature peut être le transfert ,
Le transfert peut être :
* actif (l’énergie est fournie par la membrane)
* passif (l’énergie est fournie par un phénomène extérieur)
Nature des transferts suivants : diffusion, convection et migration ?
Phénomènes passifs
Qu’est-ce qu’une membrane hémiperméable ?
Ne laisse passer que l’eau
Qu’est ce qu’une membrane dialysante ?
ne laisse passer que l’eau et les petits ions (Na+, K+, Cl-…)
Dans le cadre des transferts de membrane, qu’est-ce que J ?
On appelle « J » le transfert molaire du soluté considéré, J correspond au nombre de moles traversant une membrane de surface S dans un temps d
Notation du débit volumique du solvant ?
Q = sera pris en première approximation au débit volumique de la solution
Notation et définition de la porosité ?
=> k
* porosité de la membrane désigne le rapport de l’aire totale des pores sur l’aire totale de la membrane
Définition et notation du coefficient de réflexion ?
=> σ
* coefficient de réflexion du soluté sur la membrane désigne le rapport de l’aire des pores imperméables au soluté considéré sur l’aire total des pores
Calcul de l’aire totale des pores perméable ?
S’ = (1-σ).k.S
où S aire totale de la mb
S’ => L’aire totale des pores perméable
Le débit molaire diffusif du soluté Jd ?
=> donné par la loi de Fick :
* Jd= -D S’ dc/dx
Jd s’exprime en mole/s où D = coefficient de diffusion du soluté considéré dans la solution (m2/s)
* Jd= -Dm S dc/dx
Où Dm= (1-σ) k D
et Dm= coefficient de diffusion du
soluté dans la membrane
et S = surface de la membrane
Calcul du coefficient de diffusion du soluté considéré dans la solution (D) ?
D= RTb
où
* R = cste gaz parfait (8,31 J°K-1 mole-1),
* T = °K,
* b= mobilité mécanique molaire (s/kg)
D= kT/ 3 M, pour un soluté de forme quelconque (M= masse molaire)
Calcule de la mobilité mécanique molaire ?
b= 1/ (N 6 π η r )
avec
* N= nb d’Avogadro (6,023 1023)
* η= viscosité du milieu (Pa s)
* r= rayon de la molécule (m)
Qu’indique la présence du signe - dans la loi de Fick ?
Exprime le fait que le transfert diffusif se fait de l’endroit le plus concentré vers le moins concentré, c’est-à-dire en sens opposé au gradient de concentration qui est orienté vers la concentration maximum
Perméabilité diffusive ?
=> P (souvent utilisé en biologie)
P= Dm/L,
où L représente l’épaisseur de la membrane P est exprimée en m/s (ou cm/mn)
D’où : Jd= - PLS dc/dx
Equation de Fick en l’absence d’accumulation du soluté dans la membrane ?
=> Le gradient dc/dx est uniforme et égal à ∆c/L
* Jd= P S ∆c
Déplacement du soluté dans le cas de transfert de membrane ?
Un soluté donné va toujours vers le compartiment où il est le moins concentré
Loi utilisée dans le cas de l’osmose ?
Il s’agit de la même loi de diffusion que pour le soluté
Le transfert molaire du solvant (eau) ?
Jd = n mole/s
Le débit volumique Qd de l’eau dans le cas de l’osmose (diffusion du solvant) ?
Volume transféré par unité de temps. Le volume correspondant à n moles d’eau = n
Volume molaire de l’eau (VH2O)
Relation entre le transfert molaire du solvant et le débit volumique ?
Comme Jd = DmSdcoms/dx (la diffusion de l’eau est en relation avec la concentration osmolaire globale de la solution), on a :
Qd= DmSVH2O*dcoms/dx
Dans quel sens se fait le transfert du solvant (eau) ?
L’eau va toujours vers le compartiment le plus concentré
Relation du transfert convectif transmembranaire ?
=> QF= -bH2OVH2OS’*dP/dx
Où :
bH2O = mobilité mécanique molaire
VH2O = volume molaire de l’eau
S’ = surface des pores perméables à l’eau c’est-à-dire l’aire de tous les pores => S’= k S (porosité k . Surface S de la mb)
d’où
=> QF= - kbH2OVH2OSdP/dx
Perméabilité hydraulique ?
=> L
* LH = k bH2O VH2O /L
où L = épaisseur de la membrane (et LH en m2. s. kg-1)
Le transfert convectif transmembranaire avec la perméabilité hydraulique ?
QF= LHS∆p
Définition du solvent drag ?
Le solvent drag désigne le transfert du soluté entraîné par le débit volumique Q
= Transfert convectif de soluté
Condition de déroulement du solvent drag ?
En présence d’une membrane cela n’est possible que s’il y a des pores perméables au soluté
Quel partie du débit volumique participe à l’entrainement du soluté ?
Seule la fraction (1-σ) Q du débit volumique participe à l’entraînement du soluté
Calcul du débit molaire convectif (Jc), si on néglige le transfert diffusif ?
Jc= (1-σ)*Q. cr
Où cr correspond à la concentration du soluté dans le rétentat (compartiment duquel est soustrait le débit Q)
Qu’est-ce que la a transmittance membranaire du soluté ?
Le rapport T= cf/cr
Relation entre le débit molaire (Jc) de soluté et la transmittance ?
Comme Jc de soluté est aussi égal au nombre de moles Q. cf de soluté qui apparaît par unité de temps dans le filtrat on a (si on néglige le
transfert diffusif du soluté) :
Jc= (1-σ) Q. cr = Q. cf
=> (1-σ).cr = cf
D’où T= cf/cr= (1-σ)
Qu’est ce qu’une transmittance nulle ?
Signifie que la mb est imperméable au soluté (σ =1)