Objašnjavamo što je osmoza i vrste koje postoje. Također, zašto je to važno, što je biološka difuzija i primjeri osmoze.
Što je osmoza?
Osmoza ili osmoza je fizički fenomen izmjene materija kroz polupropusnu membranu, od manje gustog medija do višeg gustoća, bez uzimanja troškova od Energija. To je pasivna pojava, ali vitalna za metabolizam mobitel živa bića.
Mehanika osmoze prati ravnotežu koncentracija između dva segmenta riješenje odvojen membranom, prenoseći otapalo s jedne strane na drugu za razrjeđivanje ekstrema veće koncentracije. To će generirati promjenu od Pritisak, poznat kao osmotski tlak. To je ono što se događa s membranom Stanice, čija unutrašnjost može biti u većoj, jednakoj ili manjoj koncentraciji od vanjske, što omogućuje ulazak i izlazak Voda, odnosno osmoregulaciju, bez troškova energije.
Osmozu je 1877. godine u studijama o biljnoj fiziologiji otkrio Nijemac Wilhelm Pfeffer, unatoč činjenici da su slične studije već postojale na tu temu i da je termin skovan 1854. (Britanac Thomas Graham).
Vrste osmoze
Postoje dva oblika osmoze: izravna i reverzna.
- Izravna osmoza. To je onaj koji se javlja u stanicama živih bića, u koje voda ulazi ili izlazi kroz plazma membrana, dopuštajući ravnotežu s okolinom, iako u slučajevima hipertonične (ogromne koncentracije otopljene tvari) ili hipotonične (minimalne koncentracije otopljene tvari) može uzrokovati dehidraciju ili eksploziju nakupljanjem stanice, respektivno.
- Inverzna osmoza. To je identičan mehanizam, ali u suprotnom smjeru, koji omogućuje protok vode ili otapala od točke najveće koncentracije do najniže koncentracije otopljene tvari, što je idealno za pročišćavanje ili zadržavanje otopljene tvari. Da bi se to dogodilo, mora se primijeniti pritisak koji nadilazi prirodni osmotski tlak (to jest, zahtijeva trošak energije).
Važnost osmoze
Osmoza je vitalna za stanični metabolizam, budući da je to oblik transporta tvari između unutarnje i vanjske strane stanice koji ne uključuje nikakav utrošak energije, odnosno odvija se pasivno, bez trošenja ATP. Ovo načelo je također temeljno za objašnjenje podrijetla život, budući da u prvim oblicima staničnog života još nije bilo aktivnih metaboličkih mehanizama.
S druge strane, principi osmoze mogu se replicirati u svakodnevnim situacijama i omogućiti, na primjer, filtriranje vode (reverzna osmoza), između ostalih praktičnih postupaka kao što su proizvodnja katalizatora ili olakšavanje industrijskih procesa hlađenja.
Biološka difuzija
Proces sličan osmozi poznat je kao jednostavna difuzija, s gledišta da uključuje tranzit čestica iz jednog medija (kao što je unutrašnjost stanice) u drugi (kao što je izvanstanični okoliš) kroz polupropusnu membranu, krećući se od medija s najvećom koncentracijom do medija s najnižom koncentracijom (odnosno, nakon gradijenta koncentracije). To se odvija pasivno, odnosno bez potrošnje dodatne energije.
Sukladno tome, biološka difuzija je ona koja se odvija u stanicama, omogućujući ulazak ili izlazak molekule kroz plazma membranu, prema gradijentu koncentracije. Tako, na primjer, kisik ulazi u krv u crvene krvne stanice, gdje ih hemoglobin može uhvatiti za transport. Ovaj pojedinačni primjer ukazuje na vitalnu važnost ovog mehanizma za život.
Primjeri osmoze
Neki jednostavni primjeri osmoze su:
- Pročišćavanje vode. Za uklanjanje njezinih nečistoća iz vode može se primijeniti princip reverzne osmoze, da se otopljeni sadržaj u njoj odvoji pomoću polupropusne membrane.
- Hidratacija jaja.Ljuska jajeta djeluje kao osmotska membrana, dopuštajući vodi da uđe u njegovu unutrašnjost (koncentriranija), tako da se kuhano jaje može natopiti bez razbijanja ljuske.
- Osmoza stanica. Dio mehanizama staničnog transporta koji omogućuju razmjenu (ulazak ili izlazak) tvari između citoplazma i okoliš bez trošenja ATP-a u procesu.