Osmósa

Hálfgegndræp himna skapar aðstæðurnar

Ef uppleyst efni kemst ekki í gegn en leysirinn getur það, getur venjuleg blöndun beggja efna ekki átt sér stað. Leysir leitar að þeirri hlið þar sem efnamætti hans er lægra; í þunnum lausnum við sama T og P er það oft hliðin með meiri styrk leystra agna.

Sértæk gegndræpi er lykilatriði. Ef bæði efni fara frjálst um himnuna verður ferlið almenn dreifing í stað osmósu.

Osmósuþrýstingur jafnar tilhneigingu til flæðis

Fyrir fullkomna þunna lausn gildir π = iMRT. π er osmósuþrýstingur, M mólstyrkur, T algilt hitastig og i virk agnatala.

Osmósuþrýstingur er sá viðbótarþrýstingur sem þarf að beita lausnarmegin til að stöðva nettóinnstreymi leysis. Þrýstingur getur þannig vegið upp mun í efnamætti.

Tónísitet er líffræðileg notkun, ekki samheiti

Í frumum skiptir máli hvaða leystu efni komast um himnuna á viðkomandi tíma. Lausn getur verið jafn-osmótísk en ekki ísótónísk ef leysta efnið fer hratt inn í frumuna.

Hypótónísk og hypertónísk lýsa áhrifum á frumurúmmál fyrir tiltekna himnu, ekki bara heildaragnastyrk.

Raunlausnir víkja frá fullkomna líkaninu

van ’t Hoff-jafnan virkar best fyrir þunnar lausnir. Jónir rafvaka víxlverka, sameindir geta tengst saman og himnur eru sjaldan fullkomlega sértækar.

Í nákvæmu starfi eru virkni og osmósustuðlar notaðir. Í öfugri osmósu er þrýstingur meiri en π lagður á lausnina og leysir knúinn í öfuga átt, til dæmis við afsöltun.

Leyst dæmi

1. Súkrósi

0,20 M súkrósi við 298 K með i≈1. Finndu π í atm.

2. NaCl og súkrósi

Af hverju gefur 0,20 M NaCl meiri π en súkrósi í fullkomna líkaninu?

3. Öfug osmósa

Lausn hefur π = 25 bar. Hvað gerist við 30 bar á lausnarhlið?

Gagnlegt er að orða vandann með efnamætti leysisins: uppleyst efni lækkar efnamætti hans við sama hitastig og þrýsting, en vélrænn þrýstingur á lausnarhlið getur hækkað hann aftur. Við osmósujafnvægi er nettóflæði leysis núll þó sameindir fari stöðugt í báðar áttir um himnuna. Í líffræði verður því alltaf að tilgreina gegndræpi himnunnar og tímakvarða áður en tónísitet eða breyting á frumurúmmáli er túlkuð.

Í raunlausnum þarf einnig að greina á milli styrks og virkni. Við hærri styrk geta víxlverkanir milli agna gert virka osmósuþrýstinginn minni eða stærri en einfalt iMRT-mat gefur til kynna. Þess vegna er van ’t Hoff-jafnan best notuð sem þunnlausnarmörk og niðurstöður fyrir líffræðilegar himnur þurfa að taka mið af því hvaða uppleystu efni komast sjálf í gegnum himnuna.