Ciśnienie osmotyczne i toniczność

Definicja i przykłady hipertoniczne, izotoniczne i hipotoniczne

LadyofHats / Wikimedia Commons / Domena publiczna

Ciśnienie osmotyczne i toniczność często są dla ludzi mylące. Oba są terminami naukowymi odnoszącymi się do presji. Ciśnienie osmotyczne to ciśnienie roztworu na półprzepuszczalną membranę, aby zapobiec przepływowi wody do wewnątrz przez membranę. Miarą tego nacisku jest toniczność. Jeśli stężenie substancji rozpuszczonych po obu stronach membrany jest równe, nie ma tendencji do przemieszczania się wody przez membranę i ciśnienia osmotycznego. Roztwory są względem siebie izotoniczne. Zwykle występuje wyższa koncentracja soluty po jednej stronie membrany niż po drugiej. Jeśli nie masz pewności co do ciśnienia osmotycznego i toniczności, może to wynikać z niejasności, w jaki sposób różnica między dyfuzją a osmozą .

Dyfuzja kontra osmoza

Dyfuzja to ruch cząstek z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu. Na przykład, jeśli dodasz cukier do wody, cukier będzie dyfundował w wodzie, aż stężenie cukru w ​​wodzie będzie stałe w całym roztworze. Innym przykładem dyfuzji jest rozprzestrzenianie się zapachu perfum w całym pomieszczeniu.

W trakcie osmoza , podobnie jak w przypadku dyfuzji, istnieje tendencja cząstek do poszukiwania tego samego stężenia w całym roztworze. Jednak cząstki mogą być zbyt duże, aby przejść przez półprzepuszczalne obszary oddzielające membranę roztworu, więc woda przemieszcza się przez membranę. Jeśli masz roztwór cukru po jednej stronie półprzepuszczalnej membrany, a czystą wodę po drugiej stronie membrany, po stronie wodnej membrany zawsze będzie ciśnienie, aby spróbować rozcieńczyć roztwór cukru. Czy to oznacza, że ​​cała woda wpłynie do roztworu cukru? Prawdopodobnie nie, ponieważ płyn może wywierać nacisk na membranę, wyrównując ciśnienie.

Na przykład, jeśli umieścisz komórkę w słodkiej wodzie, woda wpłynie do komórki, powodując jej pęcznienie. Czy cała woda wpłynie do komórki? Nie. Albo komórka pęknie, albo pęcznieje do punktu, w którym ciśnienie wywierane na membranę przekracza ciśnienie wody próbującej dostać się do komórki.

Oczywiście małe jony oraz Cząsteczki mogą być w stanie przejść przez półprzepuszczalną błonę, więc substancje rozpuszczone, takie jak małe jony (Na⁺, Cl^-) zachowują się tak, jak gdyby zachodziła zwykła dyfuzja.

Hipertoniczność, izotoniczność i hipotoniczność

Toniczność roztworów względem siebie może być wyrażona jako hipertoniczna, izotoniczna lub hipotoniczna. Wpływ różnych zewnętrznych stężeń substancji rozpuszczonej na czerwone krwinki jest dobrym przykładem dla roztworu hipertonicznego, izotonicznego i hipotonicznego.

Rozwiązanie hipertoniczne lub hipertoniczność

Gdy ciśnienie osmotyczne roztworu poza krwinkami jest wyższe niż ciśnienie osmotyczne wewnątrz czerwonych krwinek, roztwór jest hipertoniczny . Woda wewnątrz komórek krwi wypływa z komórek, próbując wyrównać ciśnienie osmotyczne, powodując ich kurczenie się lub tworzenie.

Roztwór izotoniczny lub izotoniczność

Gdy ciśnienie osmotyczne na zewnątrz czerwonych krwinek jest takie samo jak ciśnienie wewnątrz komórek, roztwór jest izotoniczny w stosunku do cytoplazmy. Jest to typowy stan czerwonych krwinek w osoczu.

Rozwiązanie hipotoniczne lub hipotoniczność

Gdy roztwór poza czerwonymi krwinkami ma niższe ciśnienie osmotyczne niż cytoplazma z Czerwone krwinki , rozwiązanie jest hipotoniczne w stosunku do komórek. Komórki pobierają wodę, próbując wyrównać ciśnienie osmotyczne, powodując ich pęcznienie i potencjalne pęknięcie.