Osmoza joacă un rol important în existența organismelor vegetale și animale, contribuind la umplerea suficientă a apei cu celule și structuri intercelulare. Animalele și celulele de plante din cochilie au membrane semipermeabile și pot fi considerate sisteme osmotice miniatură. Astfel, membrana eritrocitelor este impenetrabilă pentru un număr de cationi (de exemplu, pentru K +, Na +) și trece în mod liber anionii și apa.
Presiunea osmotică rezultată produce turgescența celulară (turgescența lat. - balonarea, umplere), adică presiunea hidrostatică internă în celula vie, determinând tensiunea membranei celulare ... La animale, celulele turgor sunt, de obicei, scăzute, iar în plante variază de la 5-20 atm la 120-140 atm (în plante uscate). O rată mai mare (comparativ cu apele subterane) celulele vegetale osmolaritate asigură un proces de absorbție a apei de către rădăcinile plantelor și creșterea ulterioară la o înălțime considerabilă. acțiunea turgescență se datorează umflarea semințelor de plante, fenomenul de „punching“ lăstarii în creștere de terenuri și alte obstacole, menținerea frunze și tulpini (în plante erbacee) într-o poziție verticală.
Prezența apei în celule și țesuturi este necesară pentru apariția unei varietăți de procese fizice și chimice ale agenților de hidratare și de disociere, reacții de hidroliză, oxidare, etc. Cu alte cuvinte, turgescența - o măsură a stării celulelor regimului apelor ... Reducerea turgului duce la îmbătrânirea și vărsarea celulelor.
Soluțiile cu presiune osmotică egală sunt numite izotonice. Dacă două soluții au o presiune osmotică diferită, o soluție cu o presiune înaltă se numește hipertonică, cu o presiune mai mică - hipotonică.
Exemplul 2. Fără a recurge la calcule, indicați care dintre soluțiile la aceeași temperatură sunt izotonice:
a) C (NaCI) = 0,03 mol / l, a = 1 și C (C6H12O6) = 0,03 mol / l;
Pentru soluții de electroliți:
pentru nonlectroliții i = l, prin urmare:
Pentru fiecare pereche de soluții RT = const, este suficient să comparăm factorul i × C (x) în fiecare pereche de soluții.
a) 2 x 0,3 ± 0,3 (neizotonic);
b) 0,3 = 3 x 0,1 (izotonic).
Este evident că soluțiile izotonice conțin același număr de particule osmotic active. Concentrația activă a particulelor care nu penetrează membrana semipermeabilă ideală este exprimată prin osmolalitate (osmolalitate).
Osmolaritatea (osmolalitatea) soluției este concentrația totală a tuturor particulelor cinetice active din soluție, care determină presiunea osmotică a acesteia.
Matematic, valorile osmolalității și osmolalității sunt calculate după cum urmează:
Unitățile de măsură ale acestor valori coincid cu unitățile de măsură a concentrațiilor molare și molale. În literatura medicală, aceste valori sunt de obicei exprimate în Osmol / l și Osmol / kg.
În soluțiile apoase diluate, osmolaritatea și osmolalitatea sunt aproximativ egale.
Exemplul 3. Se calculează osmolalitatea celulelor saxaul dacă presiunea osmotică la 30 ° C este de 145 atm.
Osmolaritatea soluției este determinată de formula:
Daca pui celulele animale sau vegetale în soluție hipotensiunii-cal, nu va fi mișcarea apei în celule, făcându-le să se umfle, apoi, probabil, la ruptura membranelor și scurgerea conținutului celular (Fig. 3). O astfel de distrugere a celulelor se numește liza, iar în cazul eritrocitelor - hemoliza.
În soluțiile hipertensive, celulele devin încrețite (plasmoliză), datorită pierderii de apă care se deplasează de la ele la soluția externă.
Fig. 3. Modificări apărute la celulele sanguine în soluții de NaCl cu concentrații diferite:
a - soluție izotonică de NaCl (0,9%);
b - soluție hipotonică de NaCl (0,1%);
c - soluție hipertonică de NaCl (2%).
Exemplul 3. Ce se întâmplă cu o celulă de plantă, presiunea osmotică în interiorul căreia pkl este de 20 atm, dacă este plasată într-o soluție cu pp-pa = 30 atm?
Din moment ce p (p-pa)> p (celule), soluția este hipertonică. Există o micșorare (plasmoliză) a celulei datorită mișcării apei din celulă în soluție.
fluide umane biologice - fluide tisulare, sânge, limfă, - sunt soluții apoase de compuși cu greutate moleculară scăzută (NaCl, KCl, CaCl2), compuși cu masă moleculară mare (proteine, polizaharide, acizi nucleici) și elemente formate (sange - un eritrocite, leucocite, trombocite) .
Presiunea lor osmotică totală determină turgorul celulelor. Astfel, presiunea osmotică a eritrocitelor din sângele uman este de 7,6-7,9 atm. Aceeași presiune osmotică creează de asemenea o soluție de NaCl (soluție salină) 0,9% (C (NaCl) = 0,15 mol / l), care este, prin urmare, izotonică cu sânge.
O parte esențială a sângelui este proteinele, reprezentate în principal de pigmenții respiratori, proteinele stroma de eritrocite și proteinele altor elemente uniforme. Proteinele dizolvate în plasmă (6,5-8,5% din 9-10% din reziduul uscat din plasmă) se formează predominant în celulele hepatice și în sistemul reticuloendotelial. Proteinele plasmatice din sânge nu penetrează pereții capilare, astfel încât conținutul lor în plasmă este mult mai mare decât în lichidul tisular. Aceasta duce la reținerea apei de către proteinele plasmatice.
O parte din presiunea osmotică a sângelui, creată de proteine (albumine, globuline), se numește presiune oncotică. Presiunea oncotică este de 0,04 atm, care este de aproximativ 0,5% din tensiunea arterială osmotică totală.
În ciuda faptului că presiunea oncotică este doar o mică parte a presiunii osmotice totale a sângelui, ea determină prevalența tensiunii arteriale osmotice peste presiunea osmotică a fluidului tisular. În alte condiții, ca rezultat al presiunii hidrodinamice ridicate în sistemul circulator, apa ar percola în țesut, ceea ce ar determina formarea edemelor diferitelor organe și a țesutului subcutanat.
Căderea presiunii osmotice în celule în timpul deshidratării duce la prăbușirea lor (plasmoliză); dimpotrivă, desalinizarea corpului duce la umflarea și ruperea celulelor (șoc osmotic). Șocul la sângerare severă se datorează nu atât pierderii de sânge, cât și scăderii drastice a presiunii osmotice și a colapsului vaselor de sânge. Prin urmare, atunci când pierderea de sânge mari suferite administrate inert substitut plasmei din sânge macromolecular (de exemplu, soluție polivinilpirolidonă), prin care recuperat turgescența și elimină șocul.
Standarde de rezolvare a problemelor
Notă. Când se calculează Dtcp. și Dtkip. trebuie să ne amintim că 10 la scara Celsius este egală cu 10 pe scara Kelvin, prin urmare orice diferență de temperatură finită poate fi reprezentată atât la 0 C cât și în K fără recalcularea corespunzătoare.
1. Temperatura calculează și temperatura de fierbere a cristalului-TION a soluției de uree apoasă care conține 6 g de CO (NH2) 2 în 100 g de apă, dacă este K (H2O) = 1,86 × K kg / mol, E (H2O) = 0 , 52 K × kg / mol.
Pentru soluția non-electrolitică:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: