Осмоза | движението на молекули разтворител (течност) през мембрана
Осмозата (/ɒzˈmoʊ.sɪs/) е движение на молекули на разтворител (течност) през мембрана от един разтвор в друг, което става без външна сила.
Разтворителят ще се придвижи към страната с по-висока концентрация на разтворени частици и следователно с по-ниска концентрация на разтворител. Това се случва, защото мембраната е селективно пропусклива: разтворителят може да премине през нея, но разтвореното вещество не може. Молекулите на разтворителя се движат произволно и така концентрациите от двете страни стават по-равномерни.
Осмозата може да бъде накарана да върши работа. Осмотичното налягане е външното налягане, което трябва да се приложи, за да няма нетно движение на разтворител през мембраната. Осмотичното налягане зависи от моларната концентрация на разтвореното вещество.
Осмозата е важна за биологичните (живите) системи, тъй като биологичните мембрани са полупропускливи. По принцип тези мембрани са непропускливи за големи молекули, като йони, протеини и полизахариди. Те са пропускливи за неполярни или хидрофобни молекули като липиди и малки молекули като кислород, въглероден диоксид, азот и азотен оксид. Пропускливостта зависи от разтворимостта, заряда или химичния състав, както и от размера на разтвореното вещество. Водните молекули преминават през плазмената мембрана, вакуолата или протопласта чрез дифузия през фосфолипидния бислой.
Осмозата е основният начин, по който водата влиза и излиза от клетките. Тургорното налягане на клетката се поддържа до голяма степен чрез осмоза през клетъчната мембрана между вътрешността на клетката и околната среда.
Процесът на осмоза през полупропусклива мембрана. Сините точки представляват частици, които движат осмотичния градиент
Това е кадър от триизмерна компютърна симулация на процеса на осмоза. Синята мрежа е непропусклива за по-големите топчета, но по-малките могат да преминат през нея. Всички топчета подскачат наоколо
Хипотонични, изотонични и хипертонични
Разтворите могат да съдържат повече или по-малко разтворено вещество на единица разтворител. Разтворът с по-малко количество се нарича хипотоничен. Когато двата разтвора са с еднаква концентрация, те са изотонични. Разтворът с по-голямо съдържание е хипертоничен. Когато хипотоничният разтвор е извън клетката, а хипертоничният - вътре в нея, клетката се раздува и изкривява.
Растителна клетка в различни среди
Влияние на различни разтвори върху кръвните клетки
Клетъчни мембрани
Плазмената мембрана на клетката е полупропусклива, което означава, че позволява навлизането на определени молекули навътре или навън. Тя позволява преминаването на малки молекули, но блокира по-големи молекули. Мембраната има и портове или вратички, през които преминават определени макромолекули. Това е активен транспорт, който използва енергия и е селективен. Тя е най-външната обвивка на животинската клетка, изградена от протеини и липиди. Пример: обмен на газове като кислород и въглероден диоксид.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява осмозата?
О: Осмозата е движение на молекули на разтворител (течност) през мембрана от един разтвор в друг без външна сила. Разтворителят ще се придвижи към страната с по-висока концентрация на разтворени вещества и по-ниска концентрация на разтворител.
В: Как действа осмозата?
О: Осмозата работи, защото мембраната е селективно пропусклива и позволява преминаването на разтворителя, но не и на разтвореното вещество. Молекулите на разтворителя се движат произволно и така концентрациите от двете страни стават по-равни. Може да се приложи осмотично налягане, така че да няма нетно движение на разтворител през мембраната.
Въпрос: Кои фактори влияят върху пропускливостта на биологичните мембрани?
О: Пропускливостта на биологичните мембрани зависи от разтворимостта, заряда или химичния състав, както и от размера на разтвореното вещество.
В: Как водните молекули преминават през биологичните мембрани?
О: Водните молекули преминават през биологичните мембрани, като дифундират през фосфолипидния бислой.
В: Каква роля играе осмозата в живите системи?
О: В живите системи осмозата осигурява начин за навлизане на вода в клетките и излизането ѝ от тях и помага за поддържане на тургорното налягане в клетките, като създава равновесие между вътрешността на клетката и околната среда.
В: Как моларната концентрация влияе на осмотичното налягане?
О: Осмотичното налягане зависи от моларната концентрация на разтвореното вещество; по-високите концентрации изискват по-голямо външно налягане, за да няма нетно движение на разтворителя през мембраната.
