Definition av osmos
Osmos är spontan passage av ett lösningsmedel (som i biologiska system vanligtvis är vatten), från lösningen där lösta ämnen är mer utspädda till det där de är mer koncentrerade; denna rörelse - som sker genom ett semipermeabelt membran - fortsätter tills en jämviktssituation uppnås, där båda lösningarna får och bibehåller samma koncentration.
Praktiskt exempel
För att bättre klargöra begreppet osmos, låt oss föreställa oss att vi har en behållare uppdelad i två fack med lika volym (A och B) med ett semipermeabelt membran (det vill säga endast genomträngligt för lösningsmedlet - i detta fall vatten - och inte till fack A. det finns en vattenlösning i vilken en matsked glukos har lösts, medan vi i del B har en vattenlösning med samma volym där tre matskedar glukos har lösts (det är därför mer koncentrerat). skillnad skapar en koncentrationsgradient för glukos på membranets sidor och eftersom detta socker inte kan passera det uppnås jämvikt med vattenpassage från fack A (där glukos är mer utspädd) mot fack B (där det är rikligare) ). Om du föredrar kan det också sägas att vattnet passerar genom osmos från lösningen där det är mer koncentrerat (A) till det där det är mindre koncentrerat (B).
Efter detta flöde ökar och minskar vattennivån i B i A, vilket skapar en viss nivåskillnad mellan de två. Detta fenomen slutar när de två lösningarna når samma koncentration och sedan håller den konstant.
Hypotoniska, isotoniska och hypertoniska lösningar
Om man tar två lösningar med olika molkoncentrationer (olika antal partiklar lösta i dem) definieras lösningen med den lägsta molkoncentrationen som hypotonisk och den mer koncentrerade är hypertonisk. Två lösningar är istället isotoniska (eller ekvimolära) när de har samma koncentration.
I exemplet som just gjorts är lösning B hypertonisk (därför innehåller den fler lösta ämnen) än den andra (definierad som hypotonisk); därför rör sig lösningsmedlet under normala förhållanden genom osmos från den hypotoniska till den hypertoniska lösningen. Vi pratade om standardförhållanden eftersom det, genom att leka med fysikaliska lagar, är möjligt att vända själva begreppet osmos och gynna passagen av lösningsmedlet från den mest utspädda koncentrationen till den mest koncentrerade (omvänd osmos).
Osmotiskt tryck och omvänd osmos
Såsom uttryckts hittills fortsätter nettoflödet av lösningsmedlet - genererat av osmos - tills de två lösningarna har nått samma koncentration. Tja, denna rörelse kan motverkas, stoppas eller till och med vändas genom att trycka på facket med den högsta koncentrationen.
I föregående exempel är det tillräckligt att placera en kolv i fack B (som vi kommer ihåg att ha en högre koncentration) och trycka ner den med en viss kraft för att gynna vattenpassage mot A; i detta fall talar vi om omvänd osmos.
Osmotiskt tryck är det tryck som exakt motsätter sig lösningsmedlets passage genom det semipermeabla membranet; följaktligen är det trycket som är nödvändigt för att motverka osmos.
För vad som har sagts hittills har två isotoniska lösningar samma osmotiska tryck; Det bör därför betonas att det osmotiska trycket uteslutande beror på antalet partiklar som finns i lösningen och inte på deras natur.
Osmos och människokroppen
Plasmamembranen som omger cellerna i människokroppen är i själva verket halvgenomsläppliga membran, som tillåter direkt passage, genom osmos, av små molekyler (som vatten och urea), men inte av dem med större molekylvikt ( såsom proteiner, aminosyror och sockerarter). Osmotiska balanser i kroppsvätskor är därför avgörande för att garantera cellerna en optimal miljö att leva i.
Om vi tar en cell som en röd blodkropp och fördjupar den i en hypotonisk lösning, genomgår den - genom osmos - en svullnad (orsakad av inträngning av vatten), som till och med kan få den att explodera. Tvärtom, om den är nedsänkt i en hypertonisk lösning cellen den genomgår på grund av vattenets passage utåt, en kraftig uttorkning som får den att rynka. Lyckligtvis är cellerna i den mänskliga organismen nedsänkta i isotoniska lösningar med avseende på deras inre miljö, och det finns olika system för att hålla dessa vätskor i osmotisk jämvikt.
Osmotiskt tryck och matlagring
Låt oss en stund tänka på en hemlagad sylt ... socker tillsätts i överflöd inte bara för att förbättra dess smak, utan också och framför allt för att öka hållbarheten. Ändå är socker ett viktigt element för många mikroorganismer som är involverade i nedbrytningen av produkten. Denna uppenbara motsägelse demonteras av själva begreppet osmos.
