Η όσμωση είναι η κίνηση του νερού που λαμβάνει χώρα μέσα σε κύτταρα μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης.
Σε αυτήν τη διαδικασία, τα μόρια νερού μετακινούνται από ένα λιγότερο συμπυκνωμένο μέσο σε ένα πιο συμπυκνωμένο μέσο.
Επομένως, η όσμωση χρησιμεύει για την εξισορρόπηση των δύο πλευρών της μεμβράνης, προκαλώντας την αραίωση του πλούσιου σε διαλυτό μέσο μέσου από τον διαλύτη, που είναι νερό.
Πώς συμβαίνει η όσμωση;
Η όσμωση θεωρείται παθητική μεταφορά, όπως και στο πέρασμα μέσω της μεμβράνης καμία σπατάλη ενέργειας.
Στη διαδικασία της όσμωσης, το νερό, που είναι ο διαλύτης, τείνει να διασχίσει την ημι-διαπερατή μεμβράνη για να εξισορροπήσει τη συγκέντρωση του διαλύματος. Αυτή η δράση πραγματοποιείται έως ότου σταθεροποιηθεί η οσμωτική πίεση.
Επομένως, το νερό κινείται από την λιγότερο συμπυκνωμένη περιοχή στην πιο συμπυκνωμένη, φυσικά.
Η διέλευση του νερού από το ένα μέσο στο άλλο γίνεται σε κύτταρα με τη βοήθεια μεταφοράς πρωτεϊνών στη μεμβράνη, ακουαρίνες. Έτσι, η όσμωση εμφανίζεται όταν υπάρχει διαφορά στη συγκέντρωση μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού περιβάλλοντος του κυττάρου.
Το αποτέλεσμα της όσμωσης χρησιμοποιείται στις διαδικασίες ανταλλαγής θρεπτικών συστατικών των ζωικών και φυτικών κυττάρων.
Διαβάστε επίσης Παθητική μεταφορά και Ενεργή μεταφορά.
Υποτονικό, ισοτονικό και υπερτονικό διάλυμα
Όπως έχουμε δει, η διαδικασία της όσμωσης στοχεύει στην εξίσωση των συγκεντρώσεων των διαλυμάτων, έως ότου επιτευχθεί ισορροπία. Για αυτό έχουμε τους ακόλουθους τύπους λύσεων:
- υπερτονική λύση: παρουσιάζει υψηλότερη οσμωτική πίεση και συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας.
- υποτονική λύση: παρουσιάζει χαμηλότερη οσμωτική πίεση και συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας.
- ισοτονική λύση: η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και η οσμωτική πίεση είναι ίσες, φτάνοντας έτσι σε ισορροπία.
Επομένως, η όσμωση συμβαίνει μεταξύ ενός υπερτονικού (πιο συμπυκνωμένου) και υποτονικού (λιγότερο συμπυκνωμένου) τρόπου για να δημιουργηθεί μια ισορροπία.
παραδείγματα όσμωσης
Στα κύτταρα, η μεμβράνη πλάσματος είναι ένας φάκελος που σχηματίζεται από μια λιπιδική διπλή στιβάδα, η οποία εμποδίζει την κίνηση του νερού στο κύτταρο. Ωστόσο, υπάρχουν πρωτεΐνες εξειδικευμένες στη δομή της, οι ακουαρίνες, οι οποίες δρουν ως δίαυλοι που διευκολύνουν τη διέλευση μορίων νερού
Σε ένα υπερτονικό περιβάλλον, τα κύτταρα τείνουν να συρρικνώνονται καθώς χάνουν νερό. Ένα κελί τοποθετημένο σε υποτονικό μέσο μπορεί να διογκωθεί μέχρι να σπάσει, καθώς υπάρχει κίνηση νερού στο κελί.
Δείτε παρακάτω πώς εμφανίζεται η όσμωση σε ζωικά και φυτικά κύτταρα.
Όσμωση σε ζωικά κύτταρα
Όταν ένα ζωικό κύτταρο, όπως τα ερυθρά αιμοσφαίρια, εκτίθενται σε μέσα με διαφορετικές συγκεντρώσεις, η κίνηση του νερού στο κύτταρο συμβαίνει ως εξής:
Όταν το μέσο είναι πλούσιο σε διαλυμένη ουσία, ένα διάλυμα που είναι υπερτονικό σε σχέση με το κυτταρόπλασμα, τα κύτταρα χάνουν νερό από το μέσο και μαραίνονται.
Όταν το μέσο έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε διαλυμένη ουσία, ένα υποτονικό διάλυμα, τα μόρια του νερού τείνουν να εισέρχονται στο κύτταρο και, αν και η μεμβράνη είναι ανθεκτική, ανάλογα με την ποσότητα, μπορεί να συμβεί διαταραχή.
Όσμωση φυτικών κυττάρων
Η κίνηση του νερού στα φυτικά κύτταρα πραγματοποιείται μεταξύ του κυτταρικού κενού και του εξωκυτταρικού περιβάλλοντος.
Ο φυτικό κύτταρο Έχει, εκτός από τη μεμβράνη του πλάσματος, ένα πολύ ανθεκτικό κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο σχηματίζεται από κυτταρίνη.
Επομένως, σε αντίθεση με το ζωικό κύτταρο, το φυτικό κύτταρο αντιστέκεται στη διακοπή όταν εισάγεται σε υποτονικό περιβάλλον, όπου το νερό τείνει να εισέλθει στο κύτταρο. Το κελί διογκώνεται, αυξάνοντας τον όγκο του, αλλά το κυτταρικό τοίχωμα αποτρέπει τη ρήξη.
Η απώλεια νερού από ένα φυτικό κύτταρο, το οποίο εισάγεται σε ένα υπερτονικό περιβάλλον, ονομάζεται πλασμόλυση. Η είσοδος νερού στο κενό όταν το κύτταρο βρίσκεται σε υποτονικό μέσο ονομάζεται τυρβώδης, όταν υπάρχει αύξηση του όγκου των κυττάρων.
Πώς επηρεάζει η οσμωτική πίεση την όσμωση;
Διαλυμένη ουσία είναι οποιαδήποτε ουσία που μπορεί να αραιωθεί σε διαλύτη, όπως σάκχαρο διαλυμένο σε νερό. Ενώ η οσμωτική πίεση είναι η πίεση που ασκείται για να κινείται το νερό.
Καθώς η όσμωση είναι μια διαδικασία που συμβαίνει από το λιγότερο συμπυκνωμένο (υποτονικό) έως το πιο συμπυκνωμένο (υπερτονικό) μέσο αναζήτηση ισορροπίας, η οσμωτική πίεση είναι η πίεση που ασκείται σε ένα σύστημα για την αποφυγή της όσμωσης Φυσικά.
Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ του υπερτονικού και του υποτονικού μέσου, τόσο μεγαλύτερη θα πρέπει να είναι η οσμωτική πίεση που εφαρμόζεται στο πιο συμπυκνωμένο διάλυμα για την αποφυγή της όσμωσης.
Μάθε περισσότερα για οσμωτική πίεση.
Τι είναι η αντίστροφη όσμωση και πώς λειτουργεί
Η αντίστροφη όσμωση είναι η διέλευση του νερού προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την όσμωση. Έτσι, το νερό μετακινείται από ένα πιο συμπυκνωμένο διάλυμα σε ένα λιγότερο συμπυκνωμένο.
Η αντίστροφη όσμωση λαμβάνει χώρα με πίεση μεγαλύτερη από τη φυσική οσμωτική πίεση.
Καθώς η ημι-διαπερατή μεμβράνη επιτρέπει μόνο τη διέλευση του διαλύτη (καθαρό νερό), διατηρεί διαλυτές ουσίες.
Ένα παράδειγμα αντίστροφης όσμωσης είναι ο μετασχηματισμός του θαλασσινού νερού σε γλυκό νερό με τη διαδικασία αφαλάτωσης.
Μάθε περισσότερα για αντίστροφη ώσμωση.
Διαφορά μεταξύ όσμωσης και διάχυσης
Η διάχυση είναι η διέλευση πολύ μικρών μορίων αερίων και διαλυτών που διαλύονται στο νερό μέσω του μεμβράνη πλάσματος. Σε αυτήν την περίπτωση, τα μόρια διαλυμένης ουσίας θα μετατοπιστούν από το πιο συμπυκνωμένο μέσο στο λιγότερο συμπυκνωμένο μέσο. Κινούνται κατά μήκος μιας κλίσης συγκέντρωσης και απλώνονται στον διαθέσιμο χώρο.
Ο διευκόλυνση της διάχυσης Είναι η διέλευση, μέσω της μεμβράνης, ουσιών που δεν διαλύονται στα λιπίδια, με τη βοήθεια πρωτεϊνών που διαπερνούν τη λιπιδική διπλή στιβάδα.
Όπως η όσμωση, η διάχυση θεωρείται επίσης α παθητική μεταφορά, όπως συμβαίνει υπέρ μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.
Περιέργεια
Η έκφραση «εκμάθηση με όσμωση» χρησιμοποιείται ευρέως από μαθητές που θα ήθελαν να μάθουν νέο περιεχόμενο χωρίς να πρέπει να μελετήσουν, δηλαδή, χωρίς να κάνουν προσπάθεια.
Διαβάστε επίσης:
- Διαλυμένη ουσία και διαλύτης
- Αντλία νατρίου και καλίου
- Επιλεκτική διαπερατότητα
