Osmoza jest losowym, ale kierunkowym ruchem cząsteczek wody z miejsca, gdzie jest ich wiele, do miejsca, gdzie jest ich niedostatek. Łyżeczka soli znika w szklance wody, ponieważ poszczególne cząsteczki soli posiadają ładunki elektryczne, które przyciągają cząsteczki wody. Cząsteczki wody otaczają i oddzielają poszczególne cząsteczki soli, odrywając je od siebie, dlatego sól znika z pola widzenia. Fakt, że woda przyciąga cząsteczki naładowane elektrycznie, jest istotną cechą, która wyjaśnia, dlaczego zjawisko osmozy jest tak istotne u wszystkich organizmów żywych.

Molekuły wody mogą się przemieszczać

Rozproszenie jest losowym, ale kierunkowym ruchem molekuł w dół ich gradientu stężenia. Różnica w koncentracji nazywana jest gradientem. Im większa różnica stężenia między dwoma miejscami, tym szybciej cząsteczki będą się przenosić do miejsca o niższym stężeniu.

Oznacza to, że cząsteczki lubią mieć wokół siebie przestrzeń, więc będą oddalać się od miejsc, w których są zatłoczone przez ten sam typ cząsteczek.

Osmoza jest szczególnym przypadkiem dyfuzji, ponieważ woda porusza się nie tylko dlatego, że potrzebuje więcej miejsca, ale wędruje do miejsc, które samoistnie przyciągają cząsteczki. Osmoza to ruch „wolnych” cząsteczek wody, czyli tych, które nie są „zajęte” otoczeniem oraz izolowaniem molekuł soli, z miejsc, gdzie występuje ich więcej do przestrzeni z mniejszą ilością.

Ciśnienie turgoru w komórkach roślinnych

 

Komórki roślinne celowo wykorzystują osmozę do zmiany kształtu swoich komórek. Komórka roślinna jest otoczona przez ścianę komórki, która jest zaporą, dającą komórce kształt i konstrukcyjne podparcie. Ściana komórkowa jest sztywna, zapobiega pękaniu komórki, dzięki czemu komórka pęcznieje przed przyjmowaniem większej ilości wody. Jeśli roślina chce się usztywnić, pompuje więcej soli do komórek, które będą pobierać wodę dzięki zjawisku osmozy. Obrzęk komórek sprawia, że ​​roślina jest stała i wyprostowana.

Utrzymanie wody w nerkach

Kontrola osmozy jest jednym ze sposobów, w jaki organizm zatrzymuje wodę. Kiedy ludzkie ciało ma deficyt wody, mózg wysyła sygnał do nerek, aby zatrzymać więcej wody, koncentrując się na moczu. Mózg uwalnia hormon zwany hormonem antydiuretycznym (ADH), który płynie w krwiobiegu do nerek. Nerki zawierają wiele rurek zwanych kanałami zbierającymi. Kanały zbierające są zwykle nieprzepuszczalne dla wody, co oznacza, że ​​woda znajduje się w kanale zbierającym, a następnie jest transportowana do pęcherza moczowego. Ponadto ADH powoduje, że ściany kanałów zbierających otwierają kanały wodne. Pozwala to wodzie, która w końcu stanie się moczem na wypłynięcie z kanału zbierającego i powrót do krwiobiegu.

Osmoza odnosi się do ruchu jednego, mniej stężonego rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę do innego, bardziej stężonego rozpuszczalnika. Celem jest wyrównane rozwiązanie, które może osłabić osmozę. Dlaczego coś, co mniej koncentruje się na czymś, co jest bardziej skoncentrowane? Czy to nie byłby przeciwieństwem tego, co chcemy? Wydaje się, że w ten sposób na początku, ale zanim przeczytasz trzy przykłady, będziesz wiedział dokładnie, dlaczego ma to nastąpić w ten sposób.

1) Komórki zwierzęce

Jest to zdecydowanie najpopularniejszy przykład osmozy, pojawiający się w każdym podręczniku chemii. Ten przykład komórek zwierzęcych obejmuje sól i wodę. Nasze komórki mają membrany półprzepuszczalne, które nie pozwalają cząstkom soli przepływać do wewnątrz i na zewnątrz. Dlatego, gdy jesteśmy odwodnieni i pijemy dużo wody, osiągamy równowagę w naszych komórkach, napełniając je wodą.

2) Nasiąkanie wodą

Możesz zanurzyć dużą ilość rzeczy w wodzie, aby dosłownie obserwować osmozę zachodzącą przed Twoimi oczami. Suszone owoce i warzywa są świetnymi przykładami. Woda niełatwo przepływa przez puste przestrzenie wewnątrz owoca. To dosłownie przechodzi przez ściany komórkowe i ponownie nawilża owoce lub warzywa. Przykładowo rodzynka będzie miała znaczne stężenie cukrów i wody (nie mylić stężenia z ilością, rodzynka ma niewielką ilość wody, ale jest silnie skoncentrowana). W ten sposób woda płynie z punktu o małym stężeniu (kubek lub miseczce wody) do obiektu o wysokim stężeniu (rodzynka). W ten sposób osiąga się równowagę.

3) Morderstwo ślimaka

Nigdy nie zalecałbym zabijania niewinnego stworzenia, ale przykład solenia ślimaka jest zbyt dziwaczny, aby się oprzeć. Kiedy zrozumiesz, co się dzieje, gdy sól pocisku, zdajesz sobie sprawę, że sól jest kryptonitem ślimaka (i to straszny sposób umrzeć). Dowiedz się więcej o reakcjach chemicznych z tą chemią 101, ze szczególnym uwzględnieniem chemii organicznej i fizycznej.

Niestety dla ślimaka nie ma bariery ochronnej pomiędzy ścianami komórki a światem zewnętrznym. To prawdopodobnie wydaje się fatalną wadą, ale na pewno żaden ślimak oczekuje, że nie ma na niej soli czystej. Kiedy jednak coś się zdarzy, wysokie stężenie soli na zewnątrz ślimaka powoduje, że komórki próbują zrównoważyć stężenia. W pozachologicznych terminach woda jest „zasysana” z tułowia. Ślimak wyschnie i umrze, jeśli stosowana jest wystarczająca ilość soli.

4) Ciśnienie korzenia

Mówiliśmy powyżej o komórkach zwierzęcych, jednak komórki roślinne działają w ten sam sposób i są tak samo popularne jak przykłady osmoz. Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak korzenie generują „ciśnienie”, aby wycofać wodę i składniki odżywcze z gleby, to przez osmozę. Osiąga się to przez przyciąganie polarnych składników odżywczych w glebie do komórek korzeniowych. Jest to bardzo mądry trick, ponieważ składniki odżywcze przynoszą wodę z nimi, a tym samym rozwiązują ten problem dla roślin.

Możesz nauczyć się wszystkiego, czego nie-zawodowy chciałby wiedzieć o biologii (tylko kilka krótkich tygodni) z tym niesamowitym wstępem do kursu biologicznego.

5) Cholera

Osmoza pozwala również na straszne rzeczy. Cholera nie byłaby możliwa bez osmozy. Bakterie choleryczne wypełniają się w jelitach i zaczynają odwracać orientację jonową komórek jelitowych. Innymi słowy, zmienia się sposób jonów, a następnie woda jest transportowana w jelitach. Co to znaczy dokładnie?

Oznacza to, że cholera dokonuje idealnego zamachu stanu. Przede wszystkim, gdy nasze kierunki jonów są włączane, komórki jelitowe nie są w stanie wchłonąć wody w organizm. Przeciwnie, w rzeczywistości. Teraz osmoza zachodzi w innym kierunku i woda przemieszcza się z komórek jelita do jelit. To powoduje cholernie śmiertelną wodnistą biegunkę. Po drugie, związki te szybkość odwodnienia. Nie tylko można nie pochłaniać wody, jesteś dosłownie osuszony. Dlatego cholera może cię tak szybko zabijać, ponieważ nie polega na tym ile wody spożywasz.

6) Pruned Fingers

Jeśli kiedykolwiek kąpałaś się lub basen zbyt długo, zobaczyłeś, że palce i palce są przycinane. Uwzględniam ten przykład tylko dlatego, że często jest on niezrozumiały. Twoje palce nie kurczą się; W rzeczywistości rozwijają się. Są obfite. Większość ludzi zakłada, że ​​”przycinanie” przez utratę wody, ale tak nie jest. Ułatwia to zrozumienie pierwotnej idei osmozy: przejście z mniej skoncentrowanej substancji do bardziej skoncentrowanej substancji. W tym scenariuszu woda jest wanną mniej skoncentrowana i próbuje powodować równowagę, używając osmozy, aby dostać się do organizmu. Jeśli nie wierzysz mi, pomyśl o tym, co się dzieje, gdy zwierzę (lub człowiek) zatapia się, a potem zanurza się w wodzie. Ich ciała stają się niezwykle wzburzone, ponieważ osmoza będzie się zachowywać aż do osiągnięcia równowagi.

Zanim przejdziesz gorącą kąpiel, aby zobaczyć, czy jesteś kurcząca lub wzdęć, spójrz na ten post na blogu, podczas zabawy eksperymentów chemicznych, jakie możesz wykonać w domu.

7) Kryzys wodny

Być może będziesz świadomy, że możemy użyć odwróconej osmozy do desalinacji wody słonej (tj. Oceanów). Aby to osiągnąć, musimy zastosować bardzo wysokie ciśnienie, aby wymusić wodę przez półprzepuszczalną membranę. Wymaga dużego nacisku, ponieważ gdy sól rozpuszcza się w wodzie, tworzy niezwykle silne wiązanie. Niestety, wymaga to olbrzymiej ilości energii i jest zbyt drogie, aby możliwe. Mimo to, obecnie zdecydowanie taniej jest stosowanie słodkiej wody, technologie szybko rozwijają się, a koszty wykorzystania odwróconej osmozy gwałtownie spadają. Są inne problemy, na które trzeba się martwić – co zrobić z dodatkową solą, jak szybko pompować wodę z oceanu bez pompowania ryb, itp. – ale na całym świecie jest już dziesiątki tysięcy urządzeń do odsalania, a liczba ta idzie tylko rosnąć.

Pot

Ciało ludzkie wydziela pot, uwalniając ciepło w celu ochłodzenia ciała. Ponadto pocenie się jest również sposobem na pozbycie się odpadów chemicznych. Dysze potu w skórze to małe kieszonki kosmosu, które są wyłożone komórkami, które pomagają odpadami w kieszeni. Pompowanie niechcianych soli i składników mineralnych z komórki i do kieszeni sprawia, że ​​kieszeń jest słone. Ta słodycz następnie wyciąga wodę z komórek i do kieszeni przez osmozę. Gdy kieszeń pęcznieje z solami i wodą, ciśnienie, które się buduje, wypycha wodę z kieszeni, w tym rozpuszczone w niej odpady.

O autorce

Milena Chorążewska - Bloggerka, pasjonatka zdrowego stylu życia. Założyła bloga, aby dzielić się swoją pasją. Jej 7 letnie doświadczenie w zakresie medycyny naturalnej pomaga jej rozwijać projekt Adelia.