Osmotiskais spiediens un tonitāte

Hipertoniskā, izotoniskā un hipotoniskā definīcija un piemēri

LadyofHats / Wikimedia Commons / Publisks domēns

Osmotiskais spiediens un tonitāte bieži cilvēkus mulsina. Abi ir zinātniski termini, kas attiecas uz spiedienu. Osmotiskais spiediens ir šķīduma spiediens pret puscaurlaidīgu membrānu, lai neļautu ūdenim ieplūst cauri membrānai. Toniskums ir šī spiediena mērs. Ja izšķīdušo vielu koncentrācija abās membrānas pusēs ir vienāda, tad ūdenim nav tendences pārvietoties pa membrānu un nav osmotiskā spiediena. Risinājumi ir izotoniski viens pret otru. Parasti ir lielāka koncentrācija izšķīdušās vielas vienā membrānas pusē nekā otrā. Ja jums nav skaidrības par osmotisko spiedienu un tonitāti, tas var būt tāpēc, ka esat neizpratnē par to, kā atšķirība starp difūziju un osmozi .

Difūzija pret osmozi

Difūzija ir daļiņu kustība no augstākas koncentrācijas reģiona uz zemākas koncentrācijas reģionu. Piemēram, ja pievienojat ūdenim cukuru, cukurs izkliedēsies pa visu ūdeni, līdz cukura koncentrācija ūdenī būs nemainīga visā šķīdumā. Vēl viens difūzijas piemērs ir tas, kā smaržu smarža izplatās visā telpā.

Laikā osmoze , tāpat kā difūzijas gadījumā, daļiņām ir tendence meklēt vienādu koncentrāciju visā šķīdumā. Tomēr daļiņas var būt pārāk lielas, lai šķērsotu puscaurlaidīgu membrānu, kas atdala šķīduma reģionus, tāpēc ūdens pārvietojas pa membrānu. Ja jums ir cukura šķīdums vienā puscaurlaidīgās membrānas pusē un tīrs ūdens otrā membrānas pusē, vienmēr būs spiediens uz membrānas ūdens pusi, lai mēģinātu atšķaidīt cukura šķīdumu. Vai tas nozīmē, ka viss ūdens ieplūdīs cukura šķīdumā? Droši vien nē, jo šķidrums var izdarīt spiedienu uz membrānu, izlīdzinot spiedienu.

Piemēram, ja ievietojat šūnu saldūdenī, ūdens ieplūdīs šūnā, izraisot to uzbriest. Vai viss ūdens ieplūdīs šūnā? Nē. Šūna vai nu pārplīsīs, vai arī tā uzbriest līdz tādam līmenim, ka uz membrānas radītais spiediens pārsniedz ūdens spiedienu, mēģinot iekļūt šūnā.

Protams, mazs joni un molekulas var šķērsot puscaurlaidīgu membrānu, tāpēc izšķīdušās vielas, piemēram, mazie joni (Na⁺, Cl^-) uzvedas līdzīgi kā tad, ja notiktu vienkārša difūzija.

Hipertoniskums, izotoniskums un hipotoniskums

Šķīdumu tonitāti attiecībā pret otru var izteikt kā hipertonisku, izotonisku vai hipotonisku. Dažādu ārējo izšķīdušo vielu koncentrāciju ietekme uz sarkanajām asins šūnām kalpo kā labs piemērs hipertoniskam, izotoniskam un hipotoniskam šķīdumam.

Hipertonisks šķīdums vai hipertoniskums

Ja šķīduma osmotiskais spiediens ārpus asins šūnām ir augstāks par osmotisko spiedienu sarkano asins šūnu iekšpusē, šķīdums ir hipertonisks . Asins šūnās esošais ūdens iziet no šūnām, mēģinot izlīdzināt osmotisko spiedienu, izraisot šūnu saraušanos vai veidošanos.

Izotonisks šķīdums vai izotoniskums

Ja osmotiskais spiediens ārpus sarkano asins šūnu ir tāds pats kā spiediens šūnās, šķīdums ir izotonisks attiecībā pret citoplazmu. Tas ir parastais sarkano asins šūnu stāvoklis plazmā.

Hipotoniskais šķīdums vai hipotoniskums

Ja šķīdumam ārpus sarkano asins šūnu osmotiskais spiediens ir zemāks nekā citoplazma no sarkanās asins šūnas , šķīdums ir hipotonisks attiecībā pret šūnām. Šūnas uzņem ūdeni, mēģinot izlīdzināt osmotisko spiedienu, izraisot to uzbriest un, iespējams, pārsprāgšanu.