Proses osmosis, jenis, perbedaan dengan difusi dan contoh

Itu osmosa Ini adalah fenomena pasif perpindahan air melalui membran. Ini bisa berupa membran sel, epitel atau membran buatan. Air dimobilisasi dari daerah tekanan osmotik rendah (atau di mana air lebih berlimpah) ke daerah dengan tekanan osmotik yang lebih besar (atau di mana airnya kurang melimpah).

Proses ini memiliki relevansi biologis dan orkestra serangkaian proses fisiologis, baik pada hewan maupun tumbuhan.

Sumber: Opentax [CC oleh 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/4.0)]

Peneliti pertama dalam melaporkan fenomena osmotik adalah Abbé Jean Antoine Nollet. Pada 1748, Nollet bekerja dengan membran sel hewan dan memperhatikan bahwa ketika air murni ditempatkan di satu sisi membran dan di sisi lain larutan dengan elektrolit encer, air pindah ke daerah dengan zat terlarut.

Dengan demikian, lewatnya air yang mendukung gradien konsentrasinya dijelaskan dan osmosis disebut. Istilah ini berasal dari akar Yunani Osmos, Apa artinya dorongan.

Pada tahun 1877, Wilhelm Pfeller melakukan studi pertama tentang tekanan osmotik. Desain eksperimentalnya melibatkan penggunaan "membran" ferrocyanide tembaga pada permukaan kaca tanah liat berpori, menimbulkan membran yang memungkinkan lewatnya molekul air.

Membran buatan Pfeller cukup kuat untuk menahan tekanan osmotik yang signifikan dan tidak runtuh. Peneliti ini dapat menyimpulkan bahwa tekanan osmotik sebanding dengan konsentrasi zat terlarut.

[TOC]

Proses

Gerakan air melalui membran dari zona konsentrasi rendah ke zona konsentrasi tinggi disebut osmosis. Proses ini terjadi dari area dengan tekanan osmotik terendah menuju tekanan osmotik tertinggi.

Pada awalnya, pernyataan ini bisa membingungkan - dan bahkan bertentangan. Kami terbiasa dengan gerakan pasif "Alto to Bajo". Misalnya, panas dapat dari suhu tinggi ke rendah, glukosa berdifusi dari daerah konsentrasi tinggi ke area yang kurang terkonsentrasi, dan sebagainya.

Seperti yang kami sebutkan, air yang dialami oleh fenomena osmosis bergerak dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Ini terjadi karena air lebih berlimpah per unit volume di mana zat terlarut kurang melimpah.

Yaitu selama osmosis air dimobilisasi di mana dia  (air) lebih berlimpah di mana kurang berlimpah. Oleh karena itu, fenomena tersebut harus dipahami dari perspektif air.

Penting untuk diingat bahwa osmosis mengatur pergerakan air melalui membran dan tidak mempengaruhi pergerakan zat terlarut secara langsung. Saat zat terlarut menyebar, mereka melakukannya mengikuti gradien konsentrasi kimianya sendiri. Hanya air yang mengikuti gradien konsentrasi tekanan osmotik.

Dapat melayani Anda: biuret: fondasi, reagen, prosedur, penggunaan

Tekanan osmotik

Tekanan?

Salah satu aspek yang paling membingungkan saat memahami proses osmosis adalah penggunaan kata tersebut Tekanan. Untuk menghindari lebih menyedihkan.

Misalnya, larutan glukosa konsentrasi 1 m memiliki tekanan osmotik 22 atm. Namun, solusinya tidak "mengeksploitasi" botol kaca dan dapat disimpan dengan cara yang sama seperti air murni karena larutan yang terisolasi tidak diterjemahkan ke dalam tekanan hidrostatik.

Istilah tekanan hanya digunakan oleh kecelakaan historis, karena para ilmuwan pertama yang mempelajari fenomena ini adalah fisik dan kimia.

Dengan demikian, jika dua solusi yang berbeda dalam tekanan osmotik mereka dipisahkan oleh membran, tekanan hidrostatik akan dibuat.

Tekanan osmotik dan hidrostatik

Proses osmosis mengarah pada pembentukan tekanan hidrostatik. Perbedaan tekanan mengarah pada tingkat larutan yang paling terkonsentrasi, karena air menyebar ke arah ini. Peningkatan ketinggian air kontinu sampai laju bersih pergerakan air sama dengan nol.

Aliran bersih tercapai ketika tekanan hidrostatik dalam kompartemen II cukup untuk memaksa molekul air untuk kembali ke perilaku I, pada tingkat yang sama dengan osmosis menyebabkan molekul beralih dari kompartemen I ke II ke II ke II ke.

Dengan tekanan air yang disebabkan oleh partikel (dari kompartemen I ke II) disebut tekanan osmotik dari larutan dalam kompartemen II.

Bagaimana aliran air dalam kontrol sel?

Berkat fenomena osmotik, air dapat bergerak melalui membran sel secara pasif. Secara historis diketahui bahwa hewan tidak memiliki sistem transportasi air aktif untuk mengontrol aliran zat ini.

Namun, sistem transportasi terlarut aktif dapat memodifikasi arah perpindahan air ke arah yang menguntungkan. Dengan cara ini, transportasi zat terlarut aktif adalah cara di mana hewan menggunakan energi metabolisme mereka untuk mengendalikan transportasi air.

Hitungan

Ada formula matematika yang memungkinkan pengukuran laju di mana air akan melintasi membran dengan osmosis. Persamaan untuk menghitungnya adalah sebagai berikut:

Itu dapat melayani Anda: spesiasi parapatrik: apa itu dan contoh

Laju transportasi osmotik air = k (π₁-Π₂ / X). Dimana π₁ dan π₂ Mereka adalah tekanan osmotik dari solusi di kedua sisi membran dan x adalah jarak yang memisahkan mereka.

Hubungan (π₁-Π₂ / X) dikenal sebagai tekanan osmotik atau gradien tekanan osmotik.

Istilah terakhir dari persamaan adalah k adalah koefisien proporsionalitas yang tergantung pada suhu dan permeabilitas membran.

Perbedaan difusi

Apa itu difusi?

Difusi terjadi dengan gerakan termal acak dari molekul terlarut atau tersuspensi, yang menyebabkan dispersi dari daerah konsentrasi yang terendah. Laju difusi dapat dihitung dengan persamaan Fick.

Ini adalah proses eksergonik karena peningkatan entropi yang diwakili oleh distribusi acak molekul.

Dalam hal zat tersebut adalah elektrolitik harus diperhitungkan - selain konsentrasi - perbedaan total beban antara kedua kompartemen.

Osmosis adalah kasus penyebaran tertentu

Difusi dan osmosis bukanlah istilah yang bertentangan, apalagi konsep yang lebih sedikit eksklusif.

Molekul air memiliki kemampuan untuk bergerak cepat melalui membran sel. Seperti yang kami jelaskan, mereka menyebar dari daerah konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dalam proses yang disebut osmosis.

Kami tampak aneh untuk berbicara tentang "konsentrasi air", tetapi zat ini berperilaku seperti zat lainnya. Yaitu, penyebaran mendukung gradien konsentrasinya.

Namun, beberapa penulis menggunakan istilah "diseminasi air" sebagai identik dengan osmosis. Terapkan secara harfiah pada sistem biologis bisa salah, karena telah ditunjukkan bahwa laju osmosis melalui membran biologis lebih besar dari apa yang diharapkan oleh proses difusi sederhana.

Dalam beberapa sistem biologis, air melewati difusi sederhana melalui membran sel. Namun, beberapa sel memiliki saluran khusus untuk saluran air. Yang paling penting disebut aquaporin, meningkatkan kecepatan aliran air melalui membran.

Contoh

Dalam sistem biologis, pergerakan air melalui membran sel sangat penting untuk memahami lusinan proses fisiologis. Beberapa contoh adalah:

Pertukaran osmotik pada ikan air tawar

Contoh menarik dari peran hewan osmosis adalah pertukaran air yang terjadi pada ikan yang tinggal di perairan segar.

Dapat melayani Anda: cabang biokimia

Hewan -hewan yang menghuni tubuh air tawar berada di outlet air yang konstan dari sungai atau kolam di mana mereka tinggal di tubuh mereka, karena konsentrasi plasma darah dan cairan tubuh lainnya memiliki konsentrasi yang jauh lebih tinggi daripada air dari air.

Spesies ikan Carassius Auratus Tinggal di lingkungan air tawar. Seorang individu yang memiliki massa 100 gram dapat memperoleh sekitar 30 gram air per hari berkat perpindahan air di dalam tubuhnya. Ikan memiliki sistem - mahal energik - untuk terus menyingkirkan kelebihan air.

Resorpsi cairan

Dalam sistem gastrointestinal hewan, fenomena osmosis harus terjadi sehingga berfungsi dengan benar. Saluran pencernaan rahasia sejumlah besar cairan (dalam urutan liter) yang harus diserap kembali oleh osmosis oleh sel -sel yang melapisi usus.

Jika sistem ini tidak melakukan pekerjaannya, acara diare yang intens dapat disajikan. Perpanjangan kerusakan ini dapat diterjemahkan ke dalam dehidrasi pasien.

Turgensi pada tanaman

Volume air di dalam sel tergantung pada konsentrasi lingkungan dalam dan eksternal, dan aliran diatur oleh fenomena difusi dan osmosis.

Jika sel hewan (seperti eritrosit) ditempatkan dalam media yang mendukung masuknya air, itu bisa meledak. Sebaliknya, sel tanaman memiliki dinding yang melindungi mereka dari stres osmotik.

Faktanya, tanaman non -kayu memanfaatkan tekanan ini yang dihasilkan oleh input air pasif. Tekanan ini membantu menjaga turgid ke organ tanaman yang berbeda, seperti daun. Pada saat air mulai keluar dari sel, sel kehilangan kekeruhan dan layu.

Referensi

1. Cooper, g. M., Hausman, r. DAN., & Hausman, R. DAN. (2000). Sel: molekul pendekatan. ASM Press.
2. Eckert, r., Randall, r., & Augustine, G. (1988). Hewan Fisiologi: Mekanisme dan Adaptasi. WH FREEMAN & CO.
3. Hill, r. W., Wyse, g. KE., Anderson, m., & Anderson, m. (2004). Hewan fisiologi. Sinauer Associates.
4. Karp, g. (2009). Biologi Sel dan Molekuler: Konsep dan Eksperimen. John Wiley & Sons.
5. Pollard, t. D., Earnshaw, w. C., Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). E-Book Biologi Sel. Ilmu Kesehatan Elsevier.
6. Schmidt-Nielsen, k. (1997). Hewan Fisiologi: Adaptasi dan Lingkungan. Cambridge University Press.