Osmoosi mõiste
Osmoos on lahusti (mis veesüsteemis on tavaliselt vesi) spontaanne läbisõit lahusest, milles lahused on rohkem lahjendatud kontsentratsioonini; see liikumine, mis toimub läbi poolläbilaskva membraani, jätkub kuni tasakaaluoleku saavutamiseni, kus mõlemad lahused saavutavad ja säilitavad sama kontsentratsiooni.
Praktiline näide
Osmoosi mõiste paremaks selgitamiseks kujutagem, et sellel on lahter, mis on jagatud kaheks võrdse mahuga (A ja B) sektsiooniks poolläbilaskvast membraanist (see tähendab, et see on läbilaskev ainult lahustile, antud juhul veele, mitte soluutile). A-osas on vesilahus, milles lahustatakse supilusikatäis glükoosi, samas kui B-osas on võrdse mahuga vesilahus, milles lahustati kolm supilusikatäit glükoosi (see on seega kontsentreeritum). See erinevus tekitab glükoosi kontsentratsioonigradienti membraani külgedel ja kuna see suhkur ei saa seda läbida, saavutatakse tasakaal veekogumisega sektsioonist A (kus glükoos on kõige lahjendatum) sektsiooni. B (kus see on kõige rohkem). Soovi korral võib öelda ka, et vesi läbib osmoosi lahusest, milles see on kontsentreeritum (A) vähem kui kontsentreeritud (B).
Selle voolu järgselt suureneb ja väheneb B-tase A-s, tekitades teatud taseme erinevuse nende kahe vahel. See nähtus lõpeb, kui kaks lahust jõuavad samale kontsentratsioonile ja hoiavad seda konstantsena.
Hüpotonilised, isotoonilised ja hüpertoonilised lahused
Kaks molaarset kontsentratsiooni sisaldavat lahust (erinevates lahustunud osakeste arv) molaarse ja hüpertoonilise kontsentratsiooni madalaima kontsentratsiooniga lahus määratletakse hüpotoonilisena. Kaks lahust on samasuguse kontsentratsiooniga isotoonilised (või ekvimolaarsed).
Antud näites on lahus B hüpertooniline (seetõttu sisaldab see rohkem lahustunud aineid) kui teine (määratletakse hüpotooniline); seetõttu liigub lahusti normaalsetes tingimustes osmoosiga hüpotoonilisest hüpertoonilisele lahusele. Me rääkisime standardtingimustest, sest füüsika seadustega mängides on võimalik osmoosi mõiste ümber lükata ja soodustada lahusti läbimist kõige lahjendatud kontsentratsioonist kõige kontsentreeritumasse (pöördosmoosi).
Osmootne rõhk ja pöördosmoos
Nagu siiani on väljendatud, jätkub osmoosi tekitatud lahusti netovool, kuni kaks lahust on jõudnud sama kontsentratsiooni. Noh, seda liikumist saab tõkestada, peatada või isegi ümber pöörata, rakendades kõrgeima kontsentratsiooniga kambrile survet.
Eelmises näites piisab, kui asetatakse kolb kambrisse B (mida me mäletame kõrgema kontsentratsiooniga) ja surume seda teatud jõuga allapoole, et soodustada vee liikumist A suunas; sel juhul räägime pöördosmoosist.
Osmootne rõhk on rõhk, mis on täpselt vastu lahusti läbipääsule läbi poolläbilaskva membraani; järelikult on osmoosi vastu võitlemiseks vajalik rõhk.
Seni on öeldud, et kahel isotoonilisel lahusel on sama osmootne rõhk; rõhutada seetõttu, et osmootne rõhk sõltub ainult lahuses olevate osakeste arvust, mitte nende olemusest.
Osmoos ja inimkeha
Inimkeha rakke ümbritsevad plasmamembraanid on tegelikult pool-läbilaskvad membraanid, mis võimaldavad osmoosi kaudu otseselt läbida väikesi molekule (nagu vesi ja uurea), kuid mitte suurema molekulmassiga (näiteks valke, aminohappeid ja suhkruid). Seetõttu on kehavedelike osmootne tasakaal oluline, et tagada rakkudele optimaalne elukeskkond.
Kui võtame rakku nagu punaste verelibledega ja sukeldame selle hüpotoonilisse lahusesse, läbib see osmoosi kaudu turse (mida annab vee sissevool), mis võib isegi plahvatada. Vastupidi, kui hüpertoonilisse lahusesse kastetakse, siis kannatab rakk vee läbimise tõttu väljapoole tõsist dehüdratsiooni, mis muudab selle kortsuks. Õnneks on inimorganismis rakud sisemise keskkonna suhtes isotoonilistesse lahustesse paigutatud ning on olemas mitmesugused süsteemid nende vedelike säilitamiseks osmootses tasakaalus.
Osmootne rõhk ja toidu säilitamine
Mõelge hetkeks omatehtud moosile ... suhkrut lisatakse rohkelt mitte ainult selle maitse parandamiseks, vaid ka eelkõige selle säilimisaja pikendamiseks. Samas on suhkur oluline element paljude toote lagunemisega seotud mikroorganismide elus. See ilmne vastuolu eemaldatakse osmoosi kontseptsioonist.
