Έχει αναγνωσθεί 2381 φορές!

Γενικά

Είναι μία ακόμη προσθετική ιδιότητα των διαλυμάτων, η οποία παρατηρείται μόνο κάτω από ορισμένες συνθήκες.

Για να εκδηλωθεί, δηλαδή, απαιτείται μια ημιπερατή μεμβράνη, φυσική ή συνθετική, που επιτρέπει κάποιες ουσίες να περνούν και κάποιες όχι (δρα δηλαδή σαν ένα είδος μοριακού κόσκινου).

Πως ορίζεται;

Ώσμωση ονομάζεται το φαινόμενο της διάχυσης περισσοτέρων μορίων διαλύτη (συνήθως νερού), μέσω ημιπερατής μεμβράνης, από το διαλύτη στο διάλυμα ή από το διάλυμα της μικρότερης συγκέντρωσης (υποτονικό διάλυμα) στο διάλυμα της μεγαλύτερης συγκέντρωσης (υπερτονικό διάλυμα).

Ποιο είναι το αποτέλεσμα της ώσμωσης;

Η στάθμη του υγρού να ανεβαίνει στο δεξιό σκέλος του σωλήνα.

Πότε σταματά πρακτικά η ώσμωση;

Καθώς η στάθμη ανεβαίνει μέσα στο σωλήνα η δημιουργούμενη υδροστατική πίεση αυξάνει την ταχύτητα μετακίνησης του νερού προς το διαλύτη.

Κάποια στιγμή η στάθμη μέσα στο σωλήνα είναι τέτοια, ώστε οι δύο ταχύτητες μετακίνησης των μορίων νερού προς και από το διαλύτη εξισώνονται, οπότε και το φαινόμενο σταματά.

Τότε τα διαχωριζόμενα με την ημιπερατή μεμβράνη διαλύματα αποκτούνν ίσες συγκεντρώσεις, και ονομάζονται ισοτονικά.

Τι είναι η ωσμωτική πίεση;

Ωσμωτική πίεση διαλύματος, που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη απ’ τον καθαρό διαλύτη του, ονομάζεται η ελάχιστη πίεση που πρέπει να ασκηθεί εξωτερικά στο διάλυμα, ώστε να εμποδίσουμε το φαινόμενο της ώσμωσης, χωρίς να μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος.

Η ωσμωτική πίεση είναι μία προσθετική ιδιότητα. Εξαρτάται δηλαδή από την ποσότητα (σε mol) του διαλυμένου σώματος σε ορισμένο όγκο διαλύματος και όχι από την φύση αυτού.

Επίσης εξαρτάται από τη θερμοκρασία του διαλύματος.

Από ποιους τύπους δίνεται η ωσμωτική πίεση των μοριακών διαλυμάτων;

Η ωσμωτική πίεση, Π των μοριακών διαλυμάτων, δίνεται από την παρακάτω σχέση:

όπου:

Π :  η ωσμωτική πίεση του διαλύματος

V: ο όγκος του διαλύματος

n : ο αριθμός  mol της διαλυμένης ουσίας

R : η παγκόσμια σταθερά των αερίων

Τ: η απόλυτη θερμοκρασία (Κ)

Επειδή δε  n/V = c   έχουμε:

$\mathrm{\Pi }=\mathrm{c}\bullet \mathrm{R}\bullet \mathrm{T}$

όπου,

c: η συγκέντρωση (Molarity) του διαλύματος.

Με ποιες προϋποθέσεις ισχύουν οι παραπάνω εξισώσεις της ωσμωτικής πίεσης;

• Tο διάλυμα να είναι αραιό
• Tο διάλυμα να είναι μοριακό, δηλαδή η διαλυμένη ουσία είναι υπό μορφή μορίων.

Ισχύουν οι ίδιοι τύποι της ωσμωτικής πίεσης για τα ιοντικά διαλύματα;

Όχι.

Η ωσμωτική πίεση των ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων παρέχεται από τη  σχέση:

Π  = iCRT

όπου,  i  είναι ο συντελεστής Van’ t Hoff

Για παράδειγμα i =2 στην περίπτωση του NaCl, καθώς από κάθε mol NaCl προκύπτουν λόγω διάστασης δύο mol ιόντων:

$\mathrm{NaCl} \stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to } {\mathrm{Na}}^{+}\left(\mathrm{aq}\right) + {\mathrm{Cl}}^{–}\left(\mathrm{aq}\right)$

Πως χρησιμοποιείται στο εργαστήριο η ωσμωτική πίεση;

Για τη μελέτη μεγαλομοριακών ενώσεων, όπως είναι οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊνικά οξέα, π.χ. για τον προσδιορισμό της σχετικής μοριακής μάζας τους.

Σ’ αυτά, λόγω του μεγάλου Μ_r, είναι δύσκολο να παρασκευαστούν σχετικά πυκνά διαλύματα. Όμως, τα αραιά διαλύματά τους έχουν υψηλή τιμή ωσμωτικής πίεσης, Π, η οποία μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια.

Τι είναι η ωσμωμετρία;

Ωσμωμετρία ονομάζεται η μέθοδος προσδιορισμού της σχετικής μοριακής μάζας με βάση τον  πειραματικό προσδιορισμό του Π, κάνοντας χρήση της εξίσωσης:

$\Pi =\frac{m\bullet R\bullet T}{M_r\bullet V }$

Ποια είναι η βιολογική σημασία  της ώσμωσης;

Η ώσμωση παίζει σημαντικό ρόλο σε πολλά βιολογικά φαινόμενα που συσχετίζονται με τη λειτουργία του κυττάρου.

Η κυτταρική μεμβράνη είναι ημιπερατή μεμβράνη. Δηλαδή επιτρέπει τη δίοδο των μορίων του νερού, όχι όμως των μορίων της πρωτεΐνης ή άλλων μεγαλομορίων.

Ποιες μεταβολές υφίσταται το κύτταρο αν βυθιστεί σε ισοτονικό διάλυμα;

Καμία.

Ποιες μεταβολές υφίσταται το κύτταρο αν βυθιστεί σε υπερτονικό  διάλυμα;

Το κύτταρο συρρικνώνεται, καθώς ο αριθμός των εισερχομένων μορίων νερού είναι   μικρότερος των εξερχόμενων.

Ποιες μεταβολές υφίσταται το κύτταρο αν βυθιστεί σε υποτονικό  διάλυμα;

Το κύτταρο διογκώνεται, καθώς ο αριθμός των εισερχόμενων μορίων νερού είναι μεγαλύτερος των εξερχόμενων.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη διάρρηξη του κυττάρου.

Τι είναι η αιμόλυση των ερυθρών αιμοσφαιρίων;

Αν βυθιστούν ερυθρά αιμοσφαίρια σε καθαρό νερό, τότε τα αιμοσφαίρια διογκώνονται και σπάζουν, ενώ διαχέεται η αιμοσφαιρίνη (ερυθρά χρωστική) που περιέχουν στο νερό.

Αυτό ονομάζεται αιμόλυση των ερυθρών αιμοσφαιρίων.

Αναφέρετε μερικά παραδείγματα όπου φαίνεται η βιολογική σημασία της ώσμωσης

1. Τα νερό ανεβαίνει από τη ρίζα στον κορμό του δέντρου κατά το πότισμα
2. Τα ψάρια των θαλασσών δεν μπορούν να ζήσουν στα ποτάμια και αντίστροφα.
3. Κατά την αφυδάτωση χορηγείται στον ασθενή ορός που είναι ισοτονικό διάλυμα με το υγρό των αιμοσφαιρίων.