Осмотично налягане и тоничност

Осмотичното налягане и тоничността често са объркващи за хората. И двете са научни термини, отнасящи се до натиска. Осмотичното налягане е налягането на разтвор върху полупропусклива мембрана, за да се предотврати навлизането на вода навътре през мембраната. Тоничността е мярката на това налягане. Ако концентрацията на разтворимите вещества от двете страни на мембраната е равна, няма тенденция водата да се движи през мембраната и няма осмотично налягане. Разтворите са изотонични един към друг. Обикновено има по-висока концентрация на разтворени вещества от едната страна на мембраната, отколкото от другата. Ако не сте наясно с осмотичното налягане и тоничността, това може да е, защото сте объркани за това как разлика между дифузия и осмоза.

дифузия е движението на частици от област с по-висока концентрация към една с по-ниска концентрация. Например, ако добавите захар към водата, захарта ще дифундира във водата, докато концентрацията на захар във водата е постоянна в целия разтвор. Друг пример за дифузия е как ароматът на парфюм се разпространява в една стая.

По време на осмоза, както при дифузията, има тенденция частиците да търсят една и съща концентрация в целия разтвор. Въпреки това, частиците могат да бъдат твърде големи, за да пресекат полупропусклива мембрана, разделяща участъци от разтвор, така че водата се движи през мембраната. Ако имате захарен разтвор от едната страна на полупропусклива мембрана и чиста вода от другата страна на мембрана, винаги ще има натиск от водната страна на мембраната, за да се опита да разрежда захарта решение. Това означава ли, че цялата вода ще потече в захарния разтвор? Вероятно не, защото течността може да упражнява натиск върху мембраната, изравнявайки налягането.

Например, ако поставите клетка в прясна вода, водата ще потече в клетката, което ще набъбне. Цялата вода ще потече ли в клетката? Не. Или клетката ще се разруши, или в противен случай ще набъбне до точка, когато налягането, упражнено върху мембраната, надвишава налягането на водата, която се опитва да влезе в клетката.

Разбира се, малки йони и молекули може да е в състояние да пресече полупропусклива мембрана, така че разтворители като малки йони (Na⁺, Cl^-) се държат много, както биха се появили, ако се случи проста дифузия.

Тоничността на разтворите един спрямо друг може да се изрази като хипертонична, изотонична или хипотонична. Ефектът от различни концентрации на външни разтвори върху червените кръвни клетки служи като добър пример за хипертоничен, изотоничен и хипотоничен разтвор.

Когато осмотичното налягане на разтвора извън кръвните клетки е по-високо от осмотичното налягане вътре в червените кръвни клетки, разтворът е хипертоничен. Водата вътре в кръвните клетки излиза от клетките в опит да изравни осмотичното налягане, което кара клетките да се свиват или създават.

Когато осмотичното налягане извън червените кръвни клетки е същото като налягането вътре в клетките, разтворът е изотоничен по отношение на цитоплазмата. Това е обичайното състояние на червените кръвни клетки в плазмата.

Когато разтворът извън червените кръвни клетки има по-ниско осмотично налягане от това цитоплазма от червени кръвни телца, разтворът е хипотоничен по отношение на клетките. Клетките поемат вода в опит да изравнят осмотичното налягане, причинявайки им набъбване и потенциално спукване.