Proses osmosis, jenis, perbezaan dengan penyebaran dan contoh

The osmosis Ia adalah fenomena pasif anjakan air melalui membran. Ini boleh menjadi membran sel, epitel atau membran buatan. Air digerakkan dari kawasan tekanan osmotik yang rendah (atau di mana air lebih banyak) ke rantau ini dengan tekanan osmotik yang lebih besar (atau di mana air kurang banyak).

Proses ini adalah kaitan biologi dan orkestra satu siri proses fisiologi, baik dalam haiwan dan tumbuhan.

Sumber: Opentax [CC oleh 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/4.0)]

Penyelidik pertama dalam melaporkan fenomena osmotik adalah Abbé Jean Antoine Nollet. Pada tahun 1748, Nollet bekerja dengan membran sel haiwan dan mendapati bahawa apabila air tulen diletakkan di satu sisi membran dan di sisi lain penyelesaian dengan elektrolit yang dicairkan, air bergerak ke rantau ini dengan larutan.

Oleh itu, laluan air yang memihak kepada kecerunan tumpuannya diterangkan dan osmosis dipanggil. Istilah ini berasal dari akar Yunani Osmos, Apakah maksudnya tolak.

Pada tahun 1877, Wilhelm Pfeller menjalankan kajian pertama mengenai tekanan osmotik. Reka bentuk eksperimennya melibatkan penggunaan "membran" ferrocyanide tembaga di permukaan kaca tanah liat berliang, menimbulkan membran yang membolehkan laluan molekul air.

Membran buatan Pfeller cukup kuat untuk menahan tekanan osmotik yang ketara dan tidak runtuh. Penyelidik ini dapat menyimpulkan bahawa tekanan osmotik adalah berkadar dengan kepekatan larut.

[TOC]

Proses

Pergerakan air melalui membran dari zon kepekatan yang rendah ke zon kepekatan yang tinggi dipanggil osmosis. Proses ini berlaku dari kawasan dengan tekanan osmotik terendah ke arah tekanan osmotik tertinggi.

Pada mulanya, pernyataan ini boleh mengelirukan - dan juga bercanggah. Kami terbiasa dengan pergerakan pasif "Alto to Bajo". Sebagai contoh, haba boleh dari suhu tinggi hingga rendah, glukosa meresap dari kawasan tumpuan yang tinggi ke kawasan yang kurang pekat, dan sebagainya.

Seperti yang telah kami sebutkan, air yang dialami oleh fenomena osmosis bergerak dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Ini berlaku kerana air lebih banyak per unit kelantangan di mana larutan kurang banyak.

Iaitu, semasa osmosis air digerakkan di mana dia  (air) lebih banyak di mana ia kurang banyak. Oleh itu, fenomena mesti difahami dari perspektif air.

Penting untuk diingat bahawa osmosis mengawal pergerakan air melalui membran dan tidak menjejaskan pergerakan larutan secara langsung. Apabila larut menyebar, mereka berbuat demikian berikutan kecerunan kepekatan kimia mereka sendiri. Hanya air yang mengikuti kecerunan kepekatan tekanan osmotik.

Boleh melayani anda: Biuret: Yayasan, Reagen, Prosedur, Kegunaan

Tekanan osmotik

Tekanan?

Salah satu aspek yang paling keliru apabila memahami proses osmosis adalah penggunaan perkataan Tekanan. Untuk mengelakkan kebingungan.

Sebagai contoh, penyelesaian glukosa kepekatan 1 M mempunyai tekanan osmotik 22 atm. Walau bagaimanapun, penyelesaiannya tidak "mengeksploitasi" botol kaca dan boleh disimpan dengan cara yang sama seperti air tulen kerana penyelesaian terpencil tidak diterjemahkan ke dalam tekanan hidrostatik.

Tekanan istilah hanya digunakan oleh kemalangan sejarah, kerana saintis pertama yang mempelajari fenomena ini adalah fizikal dan bahan kimia.

Oleh itu, jika dua penyelesaian yang berbeza dalam tekanan osmotik mereka dipisahkan oleh membran, tekanan hidrostatik akan dibuat.

Tekanan osmotik dan hidrostatik

Proses osmosis membawa kepada pembentukan tekanan hidrostatik. Perbezaan tekanan membawa kepada tahap penyelesaian yang paling pekat, apabila air merebak ke arah ini. Peningkatan paras air berterusan sehingga kadar bersih pergerakan air sama dengan sifar.

Aliran bersih dicapai apabila tekanan hidrostatik dalam petak II mencukupi untuk memaksa molekul air untuk kembali ke tingkah laku I, pada kadar yang sama bahawa osmosis menyebabkan molekul bergerak dari petak I ke II ke II ke II ke II ke II ke.

Ke tekanan air yang disebabkan oleh zarah (dari petak I hingga II) dipanggil tekanan osmotik larutan dalam petak II.

Bagaimana aliran air dalam sel mengawal?

Terima kasih kepada fenomena osmotik, air dapat bergerak melalui membran sel secara pasif. Dari segi sejarah, diketahui bahawa haiwan tidak mempunyai sistem pengangkutan air aktif untuk mengawal aliran bahan ini.

Walau bagaimanapun, sistem pengangkutan larut aktif dapat mengubah arah anjakan air ke arah arah yang baik. Dengan cara ini, pengangkutan larut aktif adalah cara di mana haiwan menggunakan tenaga metabolik mereka untuk mengawal pengangkutan air.

Kuantiti

Terdapat formula matematik yang membolehkan pengukuran kadar di mana air akan menyeberangi membran dengan osmosis. Persamaan untuk mengira ia adalah seperti berikut:

Ia boleh melayani anda: spesiasi parapatric: apakah dan contohnya

Kadar pengangkutan osmotik air = k (π₁-Π₂ / X). Di mana π₁ dan π₂ Mereka adalah tekanan osmotik penyelesaian di kedua -dua belah membran dan x adalah jarak yang memisahkannya.

Hubungan (π₁-Π₂ / X) dikenali sebagai tekanan osmotik atau kecerunan tekanan osmotik.

Istilah terakhir persamaan adalah k ialah pekali perkadaran yang bergantung pada suhu dan kebolehtelapan membran.

Perbezaan penyebaran

Apa itu penyebaran?

Penyebaran berlaku oleh pergerakan terma rawak molekul yang dibubarkan atau digantung, yang menyebabkan penyebarannya dari kawasan kepekatan yang dibangkitkan kepada yang paling rendah. Kadar penyebaran dapat dikira oleh persamaan Fick.

Ini adalah proses exergonik kerana peningkatan entropi yang diwakili oleh pengagihan rawak molekul.

Sekiranya bahan itu adalah elektrolitik yang perlu diambil kira - sebagai tambahan kepada kepekatan - jumlah perbezaan beban antara kedua -dua petak.

Osmosis adalah kes penyebaran tertentu

Penyebaran dan osmosis tidak bertentangan dengan istilah, konsep yang kurang eksklusif.

Molekul air mempunyai keupayaan untuk bergerak dengan cepat melalui membran sel. Seperti yang kita jelaskan, mereka merebak dari rantau tumpuan yang rendah ke kepekatan yang tinggi dalam proses yang disebut osmosis.

Kami kelihatan pelik untuk bercakap tentang "kepekatan air", tetapi bahan ini berkelakuan seperti bahan lain. Iaitu menyebarkan memihak kepada kecerunan tumpuannya.

Walau bagaimanapun, sesetengah penulis menggunakan istilah "penyebaran air" sebagai sinonim dengan osmosis. Memohon secara harfiah kepada sistem biologi boleh salah, kerana telah ditunjukkan bahawa kadar osmosis melalui membran biologi lebih besar daripada apa yang dijangkakan oleh proses penyebaran mudah.

Dalam beberapa sistem biologi, air melalui penyebaran mudah melalui membran sel. Walau bagaimanapun, beberapa sel mempunyai saluran khas untuk laluan air. Yang paling penting disebut aquaporins, meningkatkan kelajuan aliran air melalui membran.

Contoh

Dalam sistem biologi, pergerakan air melalui membran sel adalah penting untuk memahami berpuluh -puluh proses fisiologi. Beberapa contoh adalah:

Pertukaran osmotik dalam ikan air tawar

Contoh menarik peranan haiwan osmosis adalah pertukaran air yang berlaku dalam ikan yang tinggal di perairan segar.

Boleh melayani anda: cabang biokimia

Haiwan yang mendiami badan air tawar berada di saluran air yang tetap dari sungai atau kolam di mana mereka hidup ke dalam badan mereka, kerana kepekatan plasma darah dan cecair badan lain mempunyai kepekatan yang lebih tinggi daripada air.

Spesies ikan Carassius Auratus Tinggal di persekitaran air tawar. Seorang individu yang mempunyai jisim 100 gram dapat memperoleh kira -kira 30 gram air sehari terima kasih kepada anjakan air di dalam tubuhnya. Ikan mempunyai sistem - sangat mahal - untuk terus menghilangkan air berlebihan.

Penyerapan cecair

Dalam sistem haiwan gastrointestinal fenomena osmosis mesti berlaku sehingga berfungsi dengan betul. Saluran pencernaan rahsia sejumlah besar cecair (dalam liter perintah) yang mesti diserap semula oleh osmosis oleh sel -sel yang ada di atas usus.

Sekiranya sistem ini tidak menjalankan kerjanya, peristiwa cirit -birit yang sengit dapat dibentangkan. Pemanjangan kerosakan ini dapat diterjemahkan ke dalam dehidrasi pesakit.

Turgency dalam tumbuh -tumbuhan

Jumlah air di dalam sel bergantung kepada kepekatan kedua -dua persekitaran dalaman dan luaran, dan alirannya dirancang oleh fenomena penyebaran dan osmosis.

Sekiranya sel haiwan (seperti erythrocyte) diletakkan dalam medium yang memihak kepada kemasukan air, ia boleh pecah. Sebaliknya, sel tumbuhan mempunyai dinding yang melindungi mereka dari tekanan osmotik.

Malah, tumbuhan bukan kayu memanfaatkan tekanan ini yang dihasilkan oleh input air pasif. Tekanan ini membantu menjaga turgid ke organ tumbuhan yang berbeza, seperti daun. Pada masa air mula keluar dari sel, sel kehilangan turgiditi dan layu.

Rujukan

1. Cooper, g. M., Hausman, r. Dan., & Hausman, r. Dan. (2000). Sel: pendekatan molekul. ASM Tekan.
2. Eckert, r., Randall, r., & Augustine, G. (1988). Fisiologi Haiwan: Mekanisme dan Adaptasi. WH Freeman & Co.
3. Hill, r. W., Wyse, g. Ke., Anderson, m., & Anderson, m. (2004). Haiwan fisiologi. Associates Sinauer.
4. Karp, g. (2009). Biologi Sel dan Molekul: Konsep dan Eksperimen. John Wiley & Sons.
5. Pollard, t. D., Earnshaw, w. C., Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, g. (2016). E-book biologi sel. Elsevier Health Sciences.
6. Schmidt-Nielsen, k. (1997). Fisiologi Haiwan: Adaptasi dan Persekitaran. Cambridge University Press.