Osmotický tlak

Co je osmotický tlak

Osmóza je jednostranná spontánní difúze molekul rozpouštědel přes polopropustnou membránu z nejméně koncentrované do koncentrovanějšího roztoku. Semipermeabilní membrána je taková, která je propustná pro rozpouštědlové buňky a je nepropustná pro rozpuštěné částice. Podle definice je osmotický tlak hydrostatický tlak, jehož aplikace na toto řešení může zastavit difúzi částic, tj. osmózu.

Osmóza je v přírodě rozšířená. Je charakteristická pro všechny biologické organismy. Osmotický tlak nastává, pokud jsou roztoky odděleny polopropustnou membránou. Například, vezměme tekutiny v buňkách a mezi buněčném prostoru. Obvykle je extracelulární a intracelulární osmotický tlak stejný. Pokud však intersticiální tekutina ztratí vodu, tlak v ní se zvětší. Pod vlivem zvýšeného osmotického tlaku začne voda z buněk pronikat do mezibuněčného prostoru. Rozptýlení se zastaví pouze tehdy, když jsou hodnoty tlaku vyrovnány.

Co určuje osmotický tlak

Tlak v osmóze závisí na tom, kolik rozpuštěných částic je obsaženo v jednotkovém objemu. Mohou to být molekuly, ionty nebo jiné koloidních částic. Lze říci, že osmotický tlak roztoku se vztahuje k koncentraci všech částic aktivních osmoticky na jednotku objemu. Nezáleží na chemických vlastnostech rozpouštědla a látkách rozpuštěných v něm.

Vědci zjistili, že osmotický tlak se řídí stejnými zákony jako tlak plynů. Může se měřit pomocí přístrojů nazývaných osmometry. Jsou speciálním druhem manometrů. Tato zařízení používají polo-nepropustné membrány živočišného a umělého původu. Měření tlaku ukazuje svou přímou závislost na koncentrace roztoku.

Zákon osmotického tlaku, který objevil Van Hoff, tvrdí, že jeho hodnota v číselném vyjádření je stejná jako tlak, který by substance tohoto roztoku vyvíjely při téže teplotě ideální plyn, s podmínkou, že jeho objem bude rovný objemu roztoku.

Zákon je popsán rovnicí: p = i C R T

Hodnota i izotonický koeficient;

C je koncentrace roztoku vyjádřená v molách;

R je hodnota univerzální plynové konstanty;

T je termodynamická teplota.

Hodnota osmotického tlaku pro živé organismy

Osmóza je přirozená ve volné přírodě, protože všechny buňky rostlin a živočišných organismů mají membrány propustné pro vodu a nepropustné pro jiné látky. V živých tkáních, na hranici buňky a mezibuněčné tekutiny, působí osmotický tlak neustále. Zajišťuje růst živin a vody ze země na listy rostlin a turgor rostlin, životně důležitou aktivitu buněk.

Roztoky, které mají stejný osmotický tlak, se nazývají izotonické. Ty, ve kterých je tlak vyšší, se nazývají hypertonické, nižší je hypotonické.

Osmotický tlak v lidské krvi je 7,7 atm. Lidé mohou cítit své nejmenší váhání. Například žízeň po slaném jídle je spojena s jeho nárůstem. Místní otok se zánětem také nastává v důsledku zvýšení osmotického tlaku v místě zánětu.

Znalost zákonů o osmotickém tlaku v medicíně je nezbytná při provádění terapeutických opatření. Takže lékaři vědí, že pro intravenózní injekce je možné použít pouze izotonický roztok 0,9% roztoku NaCl v izotonickém roztoku. Nevyvolá podráždění tkáně. Naopak, hypertonický 3-5% NaCl se používá k lepšímu vymýcení purulentních ran z mikroorganismů a hnisu.

Poznání zákonů osmózy je nezbytné nejen v medicíně a biologii. Bez ní by se nemělo dělat mnoho druhů lidské činnosti, včetně průmyslu a energie.