Afin de pouvoir mettre en pratique les nouveautés concernant la biophysique des solutions, nous résolverons ensemble une série de QCM typiques du concours. Mêlant des questions de cours et de réflexions, il vous sera par exemple demander de restituer les caractéristiques de la pression osmotique ou encore de calculer cette dernière dans le cadre d'une solution avec divers solutés. Par ailleurs notre professeur vous expliquera comment déterminer le sens du flux de diffusion \(Q\). Ces exercices ont comme objectif de manipuler les formules avant de passer à la suite du cours. Comme toujours, quand il est question d'abord des notions nouvelles, se confronter aux QCM est essentiel afin de comprendre les enjeux et les attentes.
Après avoir compris globalement la notion d'osmose et de de diffusion passive, nous allons maintenant considérer deux compartiments séparés par une membrane dite sélective, laissant passer certains solutés mais imperméable au solvant. Dans une grande majorité des cas, l'exemple de la membrane mince séparant le milieu intra - cellulaire du milieu extra - cellulaire sera mis en avant. Il apparait donc de manière relativement intuitive que les solutés vont migrer du compartiment le plus concentré vers le moins concentré, créant un gradient de concentration, afin d'égaliser les concentrations.
Dès lors, les scientifiques ont voulu quantifier grâce à la définition d'une nouvelle grandeur, le flux. Ainsi nous allons définir le flux dans toutes ses formes ainsi que ses composants. A terme cela nous permettra de correctement introduire une loi fondamentale en biophysique, la première loi de Fick :
\(j(x,t) = -D\frac{dC}{dx}\)
Une variable essentielle à la caractérisation d'une diffusion passive est le coefficient de diffusion \(D\), mesurant le rapport entre le flux molaire et le gradient de concentration de l'espèce chimique considérée.
De nombreuses notations différentielles existent ; nous vous expliquerons comment en faire abstraction afin de résoudre de la manière la plus simple les QCM et se concentrer sur l'essentiel qui va vous être demandé l'an prochain. La notion de gradient, qui tient de la constitution d'un langage commun qui sera utilisé dans les amphithéâtres en PASS en physique et biophysique, ne demande pas non plus à être maitriser en détail. Le principal est de comprendre les phénomènes et savoir déterminer quelle formule utiliser au bon moment. Les grandeurs mathématiques utilisées restent simples d'utilisation et ne dépassant pas le niveau de la Terminale en Mathématiques.