Osmoosi | liuottimen (nesteen) molekyylien liikkuminen kalvon läpi
Osmoosi (/ɒzˈmoʊ.sɪs/) on liuotinmolekyylien (nesteen) liikkuminen kalvon läpi liuoksesta toiseen ilman ulkopuolista voimaa.
Liuotin siirtyy sille puolelle, jossa on suurempi liuottimien eli liuenneiden hiukkasten pitoisuus - ja siten pienempi liuotinpitoisuus. Näin tapahtuu, koska kalvo on selektiivisesti läpäisevä: liuotin pääsee läpi, mutta liuennut aine ei. Liuotinmolekyylit liikkuvat satunnaisesti, joten pitoisuudet molemmilla puolilla tasoittuvat.
Osmoosi voidaan saada toimimaan. Osmoottinen paine on ulkoinen paine, joka on kohdistettava, jotta liuotin ei pääse liikkumaan kalvon läpi. Osmoottinen paine riippuu liuenneen aineen moolipitoisuudesta.
Osmoosi on tärkeää biologisissa (elävissä) järjestelmissä, sillä biologiset kalvot ovat puoliläpäiseviä. Yleensä nämä kalvot ovat läpäisemättömiä suurille molekyyleille, kuten ioneille, proteiineille ja polysakkarideille. Ne ovat läpäiseviä poolittomille tai hydrofobisille molekyyleille, kuten lipideille, ja pienille molekyyleille, kuten hapelle, hiilidioksidille, typelle ja typpioksidille. Läpäisevyys riippuu liukoisuudesta, varauksesta tai kemiasta sekä liuenneen aineen koosta. Vesimolekyylit kulkevat plasmakalvon, vakuolin tai protoplastin läpi diffundoitumalla fosfolipidikaksoiskerroksen läpi.
Osmoosi on tärkein tapa, jolla vesi kulkeutuu soluihin ja soluista ulos. Solun turgoripaine säilyy suurelta osin solukalvon ja solun sisäosan ja ympäristön välisen osmoosin avulla.
Osmoosiprosessi puoliläpäisevän kalvon yli. Siniset pisteet kuvaavat osmoottista gradienttia ohjaavia hiukkasia.
Tämä on otos kolmiulotteisesta tietokonesimulaatiosta, joka kuvaa osmoosiprosessia. Sininen verkko on läpäisemätön suuremmille palloille, mutta pienemmät pallot pääsevät läpi. Kaikki pallot pomppivat ympäriinsä
Hypotoninen, isotoninen ja hypertoninen
Liuoksissa voi olla enemmän tai vähemmän liuennutta ainetta liuotinyksikköä kohti. Sitä, jossa on vähemmän, kutsutaan hypotoniseksi. Kun kahden liuoksen pitoisuus on sama, ne ovat isotonisia. Se, jossa on enemmän, on hypertoninen. Kun hypotoninen liuos on solun ulkopuolella ja hypertoninen liuos solun sisällä, solu turpoaa ja vääristyy.
Kasvisolu eri ympäristöissä
Eri liuosten vaikutus verisoluihin
Solukalvot
Solun plasmakalvo on puoliläpäisevä, mikä tarkoittaa, että se sallii tiettyjen molekyylien pääsyn sisään tai ulos. Se päästää läpi pieniä molekyylejä, mutta estää suurempien molekyylien kulun. Kalvolla on myös portteja tai porttikäytäviä, joista tietyt makromolekyylit pääsevät läpi. Tämä on aktiivista kuljetusta, joka käyttää energiaa ja on valikoivaa. Se on eläinsolun uloin päällyste, joka koostuu proteiineista ja lipideistä. Esimerkki: kaasujen, kuten hapen ja hiilidioksidin, vaihto.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on osmoosi?
V: Osmoosi on liuotinmolekyylien (nesteen) liikkumista kalvon läpi liuoksesta toiseen ilman ulkopuolista voimaa. Liuotin siirtyy sille puolelle, jossa on suurempi liuottimien pitoisuus ja pienempi liuottimen pitoisuus.
K: Miten osmoosi toimii?
V: Osmoosi toimii, koska kalvo on valikoivasti läpäisevä, jolloin liuotin pääsee läpi, mutta liuennut aine ei. Liuotinmolekyylit liikkuvat satunnaisesti, joten pitoisuudet molemmilla puolilla tasoittuvat. Osmoottista painetta voidaan käyttää niin, että liuotin ei liiku nettomääräisesti kalvon läpi.
K: Mitkä tekijät vaikuttavat biologisten kalvojen läpäisevyyteen?
V: Läpäisevyys biologisissa kalvoissa riippuu liukoisuudesta, varauksesta tai kemiasta sekä liuenneen aineen koosta.
K: Miten vesimolekyylit kulkevat biologisten kalvojen läpi?
V: Vesimolekyylit kulkevat biologisten kalvojen läpi diffundoitumalla fosfolipidikaksoiskerroksen läpi.
K: Mikä rooli osmoosilla on elävissä järjestelmissä?
V: Elävissä järjestelmissä osmoosi mahdollistaa veden kulkeutumisen soluihin ja soluista ulos, ja se auttaa ylläpitämään turgoripaineen soluissa luomalla tasapainon solun sisuksen ja ympäristön välille.
K: Miten moolipitoisuus vaikuttaa osmoottiseen paineeseen?
V: Osmoottinen paine riippuu liuenneen aineen moolipitoisuudesta; korkeammat pitoisuudet edellyttävät suurempaa ulkoista painetta, jotta liuotin ei pääse liikkumaan kalvon läpi.
