Osmoos

Osmoosi määratlus

Osmoos on lahusti (mis bioloogilistes süsteemides on tavaliselt vesi) spontaanne läbipääs lahusest, milles lahustunud ained on rohkem lahjendatud, kontsentratsioonini; see liikumine - mis toimub läbi poolläbilaskva membraani - jätkub, kuni on saavutatud tasakaal, kus mõlemad lahused saavutavad ja säilitavad sama kontsentratsiooni.

Praktiline näide

Osmoosi mõiste paremaks selgitamiseks kujutagem ette, et meil on anum, mis on jagatud kaheks võrdse mahuga sektsiooniks (A ja B) poolläbilaskva membraaniga (see tähendab, et see laseb läbi ainult lahustit - antud juhul vett - ja mitte sektsioonis A on vesilahus, milles on lahustatud supilusikatäis glükoosi, samas kui B osas on võrdse mahuga vesilahus, milles on lahustatud kolm supilusikatäit glükoosi (see on seetõttu kontsentreeritum). erinevus tekitab membraani külgedel glükoosi kontsentratsioonigradiendi ja kuna see suhkur ei suuda seda ületada, saavutatakse tasakaal, kui vesi liigub sektsioonist A (kus glükoos on rohkem lahjendatud) sektsiooni B (kus seda on rohkem) suunas ). Kui soovite, võib ka öelda, et vesi liigub osmoosi teel lahusest, milles see on rohkem kontsentreeritud (A), kuni selleni, milles see on vähem kontsentreeritud (B).

Pärast seda voolu suureneb ja langeb veetase B -s, tekitades nende vahel teatud taseme erinevuse. See nähtus lõpeb, kui kaks lahust saavutavad sama kontsentratsiooni ja hoiavad selle konstantsena.

Hüpotoonilised, isotoonilised ja hüpertoonilised lahused

Võttes kaks erineva molaarse kontsentratsiooniga lahust (neis lahustunud osakeste arv on erinev), määratletakse madalaima molaarkontsentratsiooniga lahus hüpotooniliseks ja kontsentreeritum lahus on hüpertooniline. Kaks lahust on sama kontsentratsiooni korral isotoonilised (või ekvimolaarsed).

Äsja tehtud näites on lahus B hüpertooniline (seetõttu sisaldab see rohkem lahustunud aineid) kui teine ​​(määratletud kui hüpotooniline); seetõttu liigub lahusti normaaltingimustes osmoosi teel hüpotoonilisest lahusest hüpertoonilisse. Rääkisime standardtingimustest, sest füüsikaseadustega mängides on võimalik ümber pöörata osmoosi mõiste ja soosida lahusti liikumist kõige lahjendatumast kontsentratsioonist kõige kontsentreeritumaks (pöördosmoos).

Osmootne rõhk ja pöördosmoos

Nagu seni väljendatud, jätkub osmoosi tekitatud lahusti netovool, kuni kaks lahust on saavutanud sama kontsentratsiooni.Seda liikumist saab tõkestada, peatada või isegi tagasi pöörata, avaldades survet suurima kontsentratsiooniga sektsioonile.

Eelmises näites piisab, kui asetada kolb sektsiooni B (mille mäletatavasti on meil suurem kontsentratsioon) ja suruda see teatud jõuga alla, et soodustada vee liikumist A poole; sel juhul räägime tagurpidi osmoos.

Osmootne rõhk on rõhk, mis takistab täpselt lahusti läbimist poolläbilaskva membraani kaudu; järelikult on osmoosi vastu võitlemiseks vajalik rõhk.

Seni öeldu puhul on kahel isotoonilisel lahusel sama osmootne rõhk; seetõttu tuleb rõhutada, et osmootne rõhk sõltub eranditult lahuses sisalduvate osakeste arvust, mitte nende olemusest.

Osmoos ja inimese keha

Inimkeha rakke ümbritsevad plasmamembraanid on tegelikult poolläbilaskvad membraanid, mis võimaldavad väikeste osakeste (nt vesi ja karbamiid) otsest läbimist osmoosi kaudu, kuid mitte suurema molekulmassiga ( nagu valgud, aminohapped ja suhkrud). Osmootne tasakaal kehavedelikes on seega hädavajalik, et tagada rakkudele optimaalne elukeskkond.

Kui võtame rakku nagu punaseid vereliblesid ja kastame selle hüpotoonilisse lahusesse, toimub see osmoosi teel turse (mille põhjuseks on vee sisenemine) ja mis võib isegi plahvatada. Vastupidi, kui hüpertooniline lahus, mille rakk läbib, kuna vesi liigub väljapoole, põhjustades tugevat dehüdratsiooni, mis põhjustab selle kortsumist. Õnneks on rakud inimese kehas sisekeskkonna suhtes isotoonilistesse lahustesse kastetud ja nende vedelike osmootilises tasakaalus hoidmiseks on erinevaid süsteeme.

Osmootne rõhk ja toidu säilitamine

Mõelgem hetkeks omatehtud moosile ... suhkrut lisatakse ohtralt mitte ainult maitse parandamiseks, vaid ka eelkõige säilivusaja pikendamiseks. Siiski on suhkur paljude toote lagunemises osalevate mikroorganismide elus oluline element. See näiline vastuolu laheneb osmoosi mõistega.

Kui me rakendame seda seadust moosi puhul, siis tegelikult, kuna selle osmootne rõhk on palju suurem, kaotavad purgis olevad bakterirakkud osmoosi, kortsumise ja suremise (või vähemalt inaktiveerimise) tõttu vett. Hüpertooniliste lahuste kasutamine pikendab seega toidu säilitusaega, kuna see vähendab vee kättesaadavust kogu eluks ja mikroorganismide vohamist. Osmoosi seadusi kasutatakse ka soolvees (milles toiduained on sukeldatud hüpertoonilistesse lahustesse, kus lahustunud aine on tavaline lauasool). Teisi näiteid toovad kapparid (või muud soolas säilitatud toidud) ja suhkrustatud puuviljad. Seega, kui te mõtlesite, miks soola lisatakse praadidele alles keetmisel, siis nüüd on teil vastus: selle olemasolu toorel lihal soodustab intra- ja rakuväliste mahlade eraldumist, vähendades nende maitset; samamoodi piserdatakse teatud köögivilju, näiteks baklažaane, soolaga ja jäetakse paariks tunniks puhkama, et osmoos saaks oma vee ja kibedad vedelikud puhtaks.