เธ แรงดันออสโมซิส เป็นสมบัติคอลลิเกทีฟที่สอดคล้องกับความดันที่ต้องกระทำกับระบบเพื่อป้องกันไม่ให้ออสโมซิสเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ
ออสโมซิสคือการผ่านของน้ำจากตัวกลางที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า (hypotonic) ไปยังตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากกว่า (hypertonic) ผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้จนกว่าจะถึงสมดุล
เพื่อป้องกันไม่ให้ออสโมซิสเริ่มทำงานและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จำเป็นต้องใช้แรงกดจากภายนอกกับสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่า เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวทำละลายผ่านไปยังตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากกว่า นั่นคือแรงดันออสโมติก
ยิ่งสารละลายมีความเข้มข้นมากเท่าใด แรงดันออสโมติกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นความดันออสโมติกจึงเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของตัวถูกละลาย
วิธีการคำนวณแรงดันออสโมติก?
สารละลายแต่ละชนิดมีค่าแรงดันออสโมติกต่างกัน แรงดันออสโมติกสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:
π = ม. ก. ต. ผม
โดยที่เรามีตัวแปรดังต่อไปนี้:
π = แรงดันออสโมติก;
M = ความเข้มข้นเป็นโมล/ลิตร;
R = ค่าคงที่ของแก๊สสากลซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.082 atm ล. โมล
T = อุณหภูมิในระดับสัมบูรณ์ (เคลวิน);
i = ปัจจัย Van't Hoff ซึ่งประกอบด้วยความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนรวมของอนุภาคสุดท้ายและอนุภาคเริ่มต้นในสารละลายไอออนิก
แก้ไขการออกกำลังกาย
1. (Puccamp-SP) ในบางครั้ง สารละลายน้ำตาลกลูโคส 0.30 M ถูกใช้ในการฉีดเข้าเส้นเลือดดำ เนื่องจากมีแรงดันออสโมติกใกล้เคียงกับเลือด แรงดันออสโมติกในบรรยากาศของสารละลายดังกล่าวที่อุณหภูมิ 37°C เป็นเท่าใด
ก) 1.00.
ข) 1.50.
ค) 1.76.
ง) 7.63.
จ) 9.83.
เมื่อพิจารณาข้อมูลที่ให้ไว้ในคำถาม เรามี:
M = 0.30 โมลต่อลิตร;
R = 0.082 ตู้เอทีเอ็ม ล. มอล-1. K-1
T = 37° + 273 = 310 K
ตอนนี้คุณต้องใช้ค่าเหล่านี้กับสูตรในการคำนวณแรงดันออสโมติก:
π = ม. ก. ต. ผม
π = 0,30. 0,082. 310
π = 7.63 atm (ทางเลือก)
การจำแนกประเภทของโซลูชัน
สารละลายสามารถจำแนกได้เป็น 3 ประเภทตามแรงดันออสโมติก:
- สารละลายไฮเปอร์โทนิก: มีแรงดันออสโมติกและความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูงกว่า
- สารละลายไอโซโทนิก: เมื่อสารละลายมีแรงดันออสโมติกเท่ากัน
- สารละลายไฮโปโทนิก: มีแรงดันออสโมติกและความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำกว่า
ความสำคัญของแรงดันออสโมติกสำหรับสิ่งมีชีวิต
น้ำเกลือเป็นสารที่เตรียมตามหลักการของแรงดันออสโมติก ควรใช้ที่แรงดันออสโมติกเท่ากับที่พบในร่างกาย ซึ่งจะช่วยป้องกัน เซลล์แดง ไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากภาวะเม็ดเลือดแดงแตกหรือเหี่ยวเฉา
แรงดันออสโมติกของเลือดอยู่ที่ประมาณ 7.8 atm ดังนั้นเพื่อการทำงานที่ถูกต้องของสิ่งมีชีวิต เซลล์เม็ดเลือดแดงต้องมีแรงดันออสโมติกเท่ากัน เพื่อให้น้ำไหลเข้าและออกจากเซลล์ได้ตามปกติ
ในกรณีของภาวะขาดน้ำ เช่น การใช้น้ำเกลือจะต้องระบุ ซึ่งต้องเป็นไอโซโทนิกที่สัมพันธ์กับเซลล์เม็ดเลือดและของเหลวอื่นๆ ในร่างกาย
น้ำเกลือมีหน้าที่คืนสมดุลออสโมติกภายในร่างกาย นั่นเป็นเพราะว่าในช่วงที่ร่างกายขาดน้ำ เลือดจะมีความเข้มข้นมากกว่าภายในเซลล์ ทำให้เหี่ยวเฉา
ออสโมซิสและรีเวิร์สออสโมซิส
อย่างที่เราได้เห็นแล้วว่า ออสโมซิส มันเป็นกระบวนการของการส่งน้ำจากไฮโปโทนิกไปยังสภาพแวดล้อมไฮเปอร์โทนิกผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้จนกว่าจะถึงสมดุลระหว่างความเข้มข้น
ในขณะเดียวกัน รีเวิร์สออสโมซิส เป็นกระบวนการแยกสารผ่านเมมเบรนที่กักเก็บตัวถูกละลาย ตัวทำละลายไหลจากตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากกว่าไปยังตัวกลางที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า และถูกแยกออกจากตัวถูกละลายโดยเมมเบรนที่ช่วยให้ผ่านได้
สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันที่กระทำเท่านั้น ทำให้เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพียงยอมให้น้ำผ่านเข้าไปได้ โดยคงไว้ซึ่งตัวถูกละลาย ความดันนี้ต้องมากกว่าแรงดันออสโมติกตามธรรมชาติ
ตัวอย่างเช่น ถ้าแรงดันออสโมติกที่ใช้มากกว่าที่จำเป็น ออสโมซิสย้อนกลับจะเกิดขึ้น ดังนั้นการไหลจะผ่านจากตัวกลางที่มีความเข้มข้นสูงสุดไปยังตัวกลางที่มีความเข้มข้นต่ำสุด