Co to jest ciśnienie osmotyczne
Osmoza nazywana jest jednostronną spontanicznądyfuzja cząsteczek rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę od najmniej stężonego do bardziej stężonego roztworu. Membrana półprzepuszczalna to taka, która jest przepuszczalna dla komórek rozpuszczalnika i nieprzepuszczalna dla rozpuszczonych w nich cząstek. Z definicji ciśnienie osmotyczne to takie ciśnienie hydrostatyczne, którego podanie do danego roztworu może zahamować dyfuzję cząstek, czyli osmozę.
Osmoza ma charakter powszechny.Jest charakterystyczny dla wszystkich organizmów biologicznych. Ciśnienie osmotyczne występuje, gdy roztwory są oddzielone półprzepuszczalną membraną. Na przykład weźmy płyny w komórkach i przestrzeni międzykomórkowej. Normalnie zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe ciśnienia osmotyczne są takie same. Ale jeśli płyn śródmiąższowy traci wodę, ciśnienie w nim wzrasta. Pod wpływem zwiększonego ciśnienia osmotycznego woda z komórek zaczyna dyfundować do przestrzeni międzykomórkowej. Dyfuzja zatrzyma się dopiero po wyrównaniu ciśnień.
Co decyduje o ciśnieniu osmotycznym
Ciśnienie osmozy zależy od tego, ilerozpuszczone cząstki są zawarte w jednostkowej objętości. Mogą to być cząsteczki, jony lub inne cząstki koloidalne. Można powiedzieć, że ciśnienie osmotyczne roztworu jest związane ze stężeniem wszystkich osmotycznie aktywnych cząstek na jednostkę objętości. Nie zależy od właściwości chemicznych rozpuszczalnika i rozpuszczonych w nim substancji.
Naukowcy odkryli, że ciśnienie osmotycznepodlega tym samym prawom, co ciśnienie gazów. Można go zmierzyć za pomocą przyrządów zwanych osmometrami. To specjalny rodzaj manometru. Urządzenia te wykorzystują półprzepuszczalne membrany pochodzenia zwierzęcego i sztucznego. Pomiary ciśnienia wykazują bezpośrednią zależność od stężenia roztworu.
Prawo ciśnienia osmotycznego, otwarteVan Hoff twierdzi, że jego wartość liczbowa jest równa ciśnieniu, jakie wywierałaby substancja danego roztworu będąc w tej samej temperaturze gazem idealnym, pod warunkiem, że jej objętość byłaby równa objętości roztworu.
Prawo to opisuje równanie: p = i C R T
i jest wartością współczynnika izotonicznego;
C jest stężeniem roztworu wyrażonym w molach;
R jest wartością uniwersalnej stałej gazowej;
T - temperatura termodynamiczna.
Wartość ciśnienia osmotycznego dla organizmów żywych
Osmoza jest nieodłącznym elementem żywej przyrody, ponieważ wszystkie komórkiRośliny i zwierzęta mają błony przepuszczalne dla wody i nieprzepuszczalne dla innych substancji. W żywych tkankach, na granicy komórki i płynu międzykomórkowego, stale działa ciśnienie osmotyczne. Zapewnia wzrost składników odżywczych i wody z ziemi do liści roślin i turgoru roślin, niezbędnej aktywności komórek.
Roztwory o tym samym ciśnieniu osmotycznym nazywane są izotonicznymi. Te, w których ciśnienie jest wyższe, nazywane są nadciśnieniem, niższe nazywane są hipotonicznymi.
Ciśnienie osmotyczne w ludzkiej krwijest wartością 7,7 atm. Ludzie są w stanie poczuć najmniejsze wibracje. Na przykład pragnienie po spożyciu słonych potraw wiąże się ze zwiększonym pragnieniem. Miejscowy obrzęk podczas zapalenia występuje również z powodu wzrostu ciśnienia osmotycznego w miejscu zapalenia.
Znajomość praw ciśnienia osmotycznego w medycyniekonieczne przy przeprowadzaniu środków terapeutycznych. Tak więc lekarze wiedzą, że do podawania dożylnego można użyć tylko 0,9% roztworu NaCl izotonicznego dla osocza krwi. Nie podrażnia tkanek. Wręcz przeciwnie, hipertoniczny 3-5% NaCl służy do lepszego oczyszczania ropnych ran z mikroorganizmów i ropy.
Znajomość praw osmozy jest niezbędna nie tylko w medycynie i biologii. Bez tego nie może się obejść wiele rodzajów działalności człowieka, w tym przemysł i energetyka.
