Tekanan osmotik adalah

TEKANAN OSMOTIK - tekanan pada larutan yang dipisahkan dari pelarut murni oleh membran semi-permeabel, ketika osmosis berhenti, yaitu, transisi molekul pelarut menjadi larutan melalui membran semi-permeabel yang memisahkan mereka atau transisi molekul pelarut melalui membran semi-permeabel dari larutan yang kurang terkonsentrasi ke larutan, lebih terkonsentrasi. Membran semipermeabel adalah film alami atau buatan yang hanya permeabel untuk molekul pelarut (misalnya, air) dan tidak permeabel terhadap molekul zat terlarut. Osmosis dan O. d. Berperan besar dalam menjaga konsentrasi zat-zat yang dilarutkan dalam cairan tubuh pada tingkat fisiologis tertentu yang diperlukan, dan, akibatnya, dalam distribusi air antara jaringan dan sel. Ketika mempelajari sel dan jaringan yang terisolasi, penting bahwa media kultur buatan adalah isotonik dengan lingkungan alami. Dengan diperkenalkannya berbagai jenis cairan ke dalam tubuh, gangguan terkecil disebabkan oleh solusi dengan O., setara dengan O. dari cairan tubuh.

Pengukuran O. (Osmometry) menemukan aplikasi luas untuk definisi dermaga. berat (massa) zat molekul tinggi aktif secara biologis, seperti protein, karbohidrat, asam nukleat, dll. Pengukuran besarnya oksigen optik harus dilakukan menggunakan instrumen yang disebut osmometer (gambar). Jumlah molekul air yang bertabrakan dari sisi air dengan membran semi-permeabel yang dibentuk oleh tembaga ferro-sinergis lebih besar daripada jumlah molekul air yang bertabrakan dengan membran ini dari sisi p-ra, karena konsentrasi molekul air di p-re lebih rendah daripada di air murni. Akibatnya, terjadi osmosis dan tekanan hidrostatik yang berlebihan pada larutan terjadi, di bawah aksi dimana laju transisi molekul air melalui membran menjadi air murni meningkat. Jika tekanan berlebih pada larutan mencapai nilai yang sama dengan O. D. dari larutan, maka jumlah molekul air yang melewati membran di kedua arah menjadi sama, osmosis berhenti, dan antara larutan dan pelarut yang terletak di kedua sisi semipermeable membran, keseimbangan osmotik terbentuk. Dengan demikian, tekanan osmotik muncul hanya dalam kasus ketika larutan dan pelarut dipisahkan satu sama lain oleh membran semipermeabel.

A. Sel atau jaringan yang terisolasi paling mudah diukur dengan plasmolisis. Untuk melakukan ini, objek yang diteliti ditempatkan dalam larutan dengan konsentrasi zat yang berbeda, terkait dengan mana membran sel tidak dapat ditembus. Solusi dengan O. d. Lebih tinggi dari O. d. Isi sel (larutan hipertonik) menyebabkan kerutan pada sel - plasmolisis karena transfer air dari sel ke rr. Solusi dengan O. dari. Lebih rendah dari O. Dari isi sel (larutan hipotonik), menyebabkan peningkatan volume sel sebagai akibat dari transisi air dari larutan ke suatu sel. Solusi dengan O. dari., Sama dengan O. Dari isi sel (larutan isotonik), jangan menyebabkan perubahan volume sel. Mengetahui konsentrasi p-ra seperti itu, hitunglah O. d.; yang sama akan menjadi nilai O. d dan isi sel. Faktor penting yang menentukan aliran air melalui membran sel, terutama pada tahap awal proses, mungkin merupakan potensi membran, yang menyebabkan pergerakan elektroosmotik air melalui dinding sel, yang disebut. osmosis abnormal (lihat elektroosmosis). Dalam kasus seperti itu, pengukuran O. menggunakan metode plasmolisis tidak akurat.

Definisi O. dari larutan-d yang mengandung zat molekul rendah, yang sulit untuk menyiapkan membran kedap air, diproduksi dengan metode tidak langsung, biasanya dengan mengukur penurunan titik beku larutan (lihat Cryometry).

J. van't Hoff menunjukkan bahwa O. d. Larutan non-elektrolit yang diencerkan mematuhi hukum yang ditetapkan untuk tekanan gas (lihat), dan dapat dihitung dengan persamaan yang mirip dengan persamaan Clapeyron - Mendeleev untuk gas:

di mana π adalah tekanan osmotik, v adalah volume larutan dalam l, n adalah jumlah mol non-elektrolit terlarut, T adalah suhu pada skala absolut, R adalah konstan, nilai numerik sama dengan gas (R untuk gas sama dengan 82,05 * 10 -3 l-atm / deg-mol).

Persamaan di atas adalah ekspresi matematis dari hukum Van't Hoff: O. d-p diencerkan sama dengan tekanan, yang akan menghasilkan zat terlarut, berada dalam keadaan gas dan menempati volume yang sama dengan volume p-ra pada suhu yang sama. Memasuki konsentrasi molar dalam persamaan - с = n v, kita mendapatkan π = c * RT.

O. D. larutan elektrolit lebih besar dari O. D. larutan non-elektrolit dengan konsentrasi molar yang sama. Hal ini dijelaskan oleh pemisahan molekul elektrolit dalam p-re menjadi ion, sebagai akibatnya konsentrasi partikel aktif kinetik meningkat, nilai O.d.

Angka i, menunjukkan berapa kali O. dari (de) larutan elektrolit lebih besar dari O. ((l) dari larutan non-elektrolit dengan konsentrasi molar yang sama, disebut koefisien isotonik Van't Hoff:

Nilai numerik dari i tergantung pada sifat elektrolit dan konsentrasinya pada p-re. Untuk elektrolit yang lemah, nilai i dapat dihitung dengan rumus:

di mana a adalah derajat disosiasi elektrolit, dan N adalah jumlah ion, di mana satu molekul elektrolit rusak. Untuk larutan encer elektrolit kuat saya dapat diambil sama dengan N.

Ini mengikuti dari di atas bahwa O. d Dari larutan elektrolit dapat dihitung dengan persamaan:

di mana c adalah konsentrasi molar.

Jika p-re, selain zat terlarut berbobot molekul rendah, mengandung zat molekul tinggi (koloid), maka O. d., Karena zat molekul tinggi, disebut, atas usul H. Schade, tekanan onkotik, atau koloid-osmotik.

Umumnya O. plasma darah manusia biasanya sama dengan 7,6 atm, tekanan onkotik, terutama karena protein plasma, hanya 0,03-0,04 atm. Tekanan onkotik, meskipun nilainya kecil dibandingkan dengan O umum dari plasma darah, memainkan peran besar dalam distribusi air antara darah dan jaringan tubuh.

Banyak biopolimer, misalnya, protein, asam nukleat, dll., Menjadi polielektrolit, ketika dipisahkan dalam p-re, membentuk ion bermuatan berlipat ganda (polyions) dari mol besar. bobot (massa), di mana membran osmometer tidak dapat ditembus, dan ion berukuran kecil melewati membran semipermeable. Jika p-re mengisi osmometer mengandung polyelectrolyte, ion dengan berat molekul rendah yang berdifusi melalui membran terdistribusi secara tidak merata di kedua sisi membran (lihat Membrane Equilibrium). Tekanan hidrostatik berlebih yang teramati dalam osmometer adalah πБ = πБ + π1 - π2, di mana πБ - O. д, karena biopolimer, dan π1 dan π2 - О. д. sesuai. Ketika mengukur O. jembatan biopolimer, perlu untuk memperhitungkan kemungkinan distribusi yang tidak merata dari elektrolit-massa-molekul rendah di kedua sisi membran osmometer semi-permeabel atau untuk melakukan pengukuran dengan kelebihan yang cukup dari elektrolit-massa-molekul rendah, yang secara khusus dimasukkan ke dalam bp dari biopolimer. Dalam hal ini, elektrolit dengan berat molekul rendah didistribusikan hampir seragam di kedua sisi membran semipermeabel, dengan = π1 = π2 dan πБ = πН.

Osmoregulasi

Kombinasi mekanisme yang memastikan pemeliharaan O. dalam cairan tubuh pada tingkat optimum untuk metabolisme disebut osmoregulation. Memperoleh informasi dari zona reseptor tentang perubahan pewarna darah O., q. n c. termasuk sejumlah mekanisme yang mengembalikan sistem ke keadaan optimal untuk organisme. Inklusi terjadi dalam dua cara: gugup dan humoral. Penyimpangan ukuran O. dari tingkat optimal ditangkap dalam suatu organisme oleh osmoreseptor (lihat), antara to-rykh tempat pusat menempati osmoreseptor pusat yang terletak di supraoptichesky dan kernel paraventrikular hipotalamus (lihat).

Sel-sel nukleus supraoptik hipotalamus mampu mengeluarkan hormon antidiuretik (ADH), sepanjang akson sel-sel ini bergerak ke neurohypophysis, di mana ia menumpuk dan dilepaskan ke dalam sirkulasi umum (lihat Vasopresin). ADH mempengaruhi reabsorpsi air di nefron distal dan dapat menyebabkan penyempitan lumen vaskular. Sinyal aferen yang mengatur sekresi ADH memasuki hipotalamus dari reseptor volumetrik (volumoreceptor) atrium kiri, dari reseptor lengkung aorta, dari osmoreseptor arteri karotid internal, dari reseptor barotid dan chemoreceptors sinus karotid. Peningkatan O. cairan ekstraseluler menyebabkan peningkatan sekresi ADH baik oleh tekanan osmotik itu sendiri maupun dengan mengurangi volume cairan ekstraseluler selama dehidrasi tubuh. Dengan demikian, alokasi ADH dipengaruhi oleh dua sistem alarm: alarm dari osmoreseptor dan alarm dari baroreseptor dan reseptor volume. Namun, mata rantai utama dalam mengatur sekresi ADH adalah O. e. Dari plasma darah yang bekerja pada osmoreseptor hipotalamus.

Peran khusus dalam menjaga fiziol. Nilai O. milik ion natrium (lihat). Dehidrasi terjadi secara tepat sehubungan dengan perubahan kandungan ion Na +. Ketika didehidrasi karena perubahan kandungan ion Na +, penurunan volume darah arteri dan cairan interseluler dicatat oleh reseptor volume, impuls dari ke-ryh di sepanjang jalur saraf mencapai bagian c. n desa, yang mengatur pelepasan salah satu hormon mineralokortikoid - aldosteron (lihat), ke-ry meningkatkan reabsorpsi natrium. Regulasi sentral sekresi aldosteron dilakukan oleh hipotalamus yang memproduksi faktor pelepasan adrenokortikotropin (faktor pelepas ACTH), yang mengatur sekresi hormon adrenokortikotropik (ACTH) yang dibentuk oleh kelenjar hipofisis anterior (lihat hormon Adrenokortikotropik). Ada pendapat bahwa seiring dengan efek ACTH pada sekresi aldosteron, ada pusat khusus untuk regulasi sekresi aldosteron yang terletak di otak tengah. Di sinilah impulsasi aferen terjadi ketika volume cairan interselular menurun sebagai akibat dari perubahan kandungan ion natrium. Sel-sel pusat regulasi sekresi aldosteron di otak tengah mampu melakukan neurosekresi - hormon yang dihasilkan memasuki epifisis, di mana ia menumpuk dan dilepaskan dari sana ke dalam darah. Hormon ini disebut adrenoglomerotropina (AGTG).

Sekresi ADH dan aldosteron juga dapat diatur oleh angiotensin (lihat), tampaknya oleh aksinya pada reseptor tertentu dari neuron hipotalamus. Sistem renin-angiotensin dari ginjal dapat bertindak sebagai zona reseptor volume yang bereaksi terhadap perubahan aliran darah ginjal.

Kencing (lihat Diuresis), pertukaran cairan dan ion transkapiler (lihat metabolisme Air-garam), keringat (lihat), pelepasan cairan melalui paru-paru (350-400 hilang dengan udara yang dihembuskan per hari juga mempengaruhi normalisasi O yang dimodifikasi. ml air) dan melepaskan cairan melalui pergi - kish. traktat (100-200 ml air hilang bersama tinja).

Darah itu sendiri memiliki kemampuan untuk menormalkan O. Ini dapat melakukan peran penyangga osmotik dalam semua pergeseran yang mungkin baik menuju hipertensi osmotik dan hipotensi. Rupanya, fungsi darah ini terkait, pertama, dengan redistribusi ion antara plasma dan sel darah merah dan, kedua, dengan kemampuan protein plasma untuk mengikat atau melepaskan ion.

Pada pengurangan sumber air dari suatu organisme atau gangguan rasio normal antara air dan garam mineral (hl. Obr. Sodium klorida) ada kehausan (lihat), kepuasan dengan potongan membantu untuk mendukung fiziol.

tingkat keseimbangan air dan keseimbangan elektrolit dalam tubuh (lihat Homeostasis).

Daftar Pustaka: NV Bladergren Kimia fisik dalam kedokteran dan biologi, trans. dengan dia. 102 et al., M., 1951; RG Wagner. Definisi tekanan osmotik, dalam buku: Fizich. metode kimia organik, ed. A. Weisberger, trans. dari Bahasa Inggris, t. 1, hlm. 270, M., 1950, bibliogr.; Ginetsinsky A. G. Mekanisme fisiologis keseimbangan air-garam, M. - JI., 1963; Gubanov N. I. dan Utepbergenov A. A. Medical Biophysics, hal. 149, M., 1978; H a-t tentang h dan N. Yu V. Funtion pengatur ion ginjal, D., 1976; S tp dan e-va X. K. Mekanisme osmoregulasi ekstrarenal, Alma-Ata, 1971, bibliogr.; Williams V. dan Williams X. Kimia fisik untuk ahli biologi, trans. dari bahasa Inggris, dengan. 146, M., 1976; Fisiologi ginjal, ed. Yu. V. Natochina, JI., 1972; Andersson B. Regulasi asupan air, Physiol. Rev., v. 58, hal. 582, 1978, bibliogr.

V. P. Mishin; S. A. Osipovsky (Phys.).

Ensiklopedia medis - tekanan osmotik

Kamus terkait

Tekanan osmotik

Tekanan osmotik - tekanan pada larutan yang dipisahkan dari pelarut murni oleh membran yang hanya dapat menembus molekul pelarut (membran semi-permeabel), di mana osmosis berhenti. Osmosis mengacu pada penetrasi spontan (difusi) molekul pelarut melalui membran semipermeabel ke dalam larutan atau dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke dalam larutan dengan konsentrasi lebih tinggi.

Tekanan osmotik diukur dengan osmometer. Skema osmometer paling sederhana ditunjukkan pada gambar.

Sirkuit osmometer: 1 - air; 2 - kantong plastik (semi permeabel); 3 - solusi; 4 - tabung gelas; h - tinggi kolom cair (ukuran tekanan osmotik).

Film dari cellophane, collodion, dll. Digunakan sebagai membran semipermeabel.

Tekanan osmotik larutan encer non-elektrolit pada suhu konstan sebanding dengan konsentrasi molar larutan, dan pada konsentrasi konstan ke suhu absolut. Solusi dengan tekanan osmotik yang sama disebut isotonik. Suatu solusi dengan tekanan osmotik tinggi disebut hipertonik, dan dengan yang lebih kecil disebut hipotonik.

Osmosis dan tekanan osmotik memainkan peran besar dalam pertukaran air antara sel dan lingkungannya. Tekanan osmotik darah seseorang biasanya rata-rata 7,7 atm dan ditentukan oleh konsentrasi total semua zat yang dilarutkan dalam plasma. Bagian dari tekanan osmotik darah, ditentukan oleh konsentrasi protein plasma dan sama dalam norma 0,03-0,04 atm, disebut tekanan onkotik. Tekanan onkotik memainkan peran penting dalam distribusi air antara darah dan getah bening.

Lihat juga Dialisis, solusi Isotonik. Elektrolit.

Tekanan osmotik adalah tekanan eksternal pada larutan, dipisahkan dari pelarut murni oleh membran semi-permeabel, di mana osmosis berhenti. Osmosis mengacu pada difusi satu sisi pelarut ke dalam larutan melalui membran semi-permeabel yang memisahkan mereka (perkamen, kandung kemih hewan, film collodion, cellophane). Selaput semacam itu permeabel terhadap pelarut, tetapi tidak memungkinkan zat terlarut untuk melewatinya. Osmosis juga diamati ketika membran semi-permeabel memisahkan dua larutan dengan konsentrasi berbeda, sedangkan pelarut bergerak melalui membran dari larutan yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat. Besarnya tekanan osmotik larutan ditentukan oleh konsentrasi partikel aktif kinetik (molekul, ion, partikel koloid) di dalamnya.

O. pengukuran harus dilakukan menggunakan instrumen yang disebut osmometer. Skema osmometer paling sederhana diperlihatkan dalam gambar. Bejana 1 diisi dengan larutan uji, bagian bawahnya merupakan membran semipermeabel, direndam dalam bejana 2 dengan pelarut murni. Karena osmosis, pelarut akan masuk ke bejana 1 sampai tekanan hidrostatik yang berlebihan, diukur dengan kolom cairan dengan tinggi h, mencapai nilai, dengan osmosis dihentikan. Pada saat yang sama, keseimbangan osmotik terbentuk antara larutan dan pelarut, ditandai oleh kesetaraan laju perpindahan molekul pelarut melalui membran semipermeabel ke dalam larutan dan molekul larutan ke dalam pelarut. Tekanan hidrostatik berlebih dari kolom cair dengan tinggi h adalah ukuran O. dari larutan. Definisi O. Solusi sering dihasilkan dengan metode tidak langsung, misalnya, dengan mengukur penurunan titik beku solusi (lihat Cryometry). Metode ini banyak digunakan untuk menentukan O. aliran darah, plasma darah, getah bening, urin.

Tekanan osmotik sel terisolasi diukur dengan plasmolisis. Untuk tujuan ini, sel-sel yang diteliti ditempatkan dalam larutan dengan konsentrasi berbeda dari setiap zat terlarut, yang dinding selnya tidak bisa ditembus. Solusi dengan O. d. Lebih besar dari O. d. Isi sel (larutan hipertonik), menyebabkan kerutan pada sel (plasmolisis) akibat pelepasan air dari sel, larutan

dengan O. dari lebih rendah dari O. dari isi sel (larutan hipotonik), menyebabkan pembengkakan sel sebagai akibat dari transisi air dari solusi ke sel. Solusi dengan O. dari., Sama dengan O. Dari isi sel - isotonik (lihat. Solusi isotonik), tidak membuat perubahan volume sel. Mengetahui konsentrasi larutan seperti itu, O. dari konten sel dihitung dengan persamaan (1).

O. d. Larutan non-elektrolit yang diencerkan mengikuti hukum yang ditetapkan untuk tekanan gas, dan dapat dihitung menggunakan persamaan van't Hoff:

di mana n adalah tekanan osmotik, s adalah konsentrasi larutan (dalam mol per 1 l larutan), T adalah suhu pada skala absolut, R adalah konstan (0,08205 l · atm / deg · mol).

O. d. Larutan elektrolit lebih besar dari O. d. Larutan non-elektrolit dengan konsentrasi molar yang sama. Hal ini disebabkan pemisahan molekul-molekul elektrolit terlarut menjadi ion, sebagai akibatnya konsentrasi partikel aktif kinetik dalam larutan meningkat. O. d Untuk larutan elektrolit encer dihitung dengan persamaan:

di mana i adalah koefisien isotonik, yang menunjukkan berapa kali O. dari larutan elektrolit lebih besar dari O. dari larutan non-elektrolit dari konsentrasi molar yang sama.

O. umum dari darah manusia biasanya sama dengan 7 - 8 atm. Bagian O. dari darah yang disebabkan oleh substansi molekul tinggi yang terkandung di dalamnya (terutama protein plasma) disebut tekanan onkotik, atau koloid-osmotik darah, yang normalnya sama dengan 0,03-0,04 atm. Meskipun nilainya kecil, tekanan onkotik memainkan peran penting dalam pengaturan pertukaran air antara sistem sirkulasi dan jaringan. Pengukuran O. harus digunakan secara luas untuk menentukan berat molekul zat molekul tinggi yang penting secara biologis, seperti protein. Osmosis dan tekanan osmotik memainkan peran penting dalam proses oegoregulasi, yaitu mempertahankan konsentrasi osmotik zat terlarut dalam cairan tubuh pada tingkat tertentu. Dengan diperkenalkannya berbagai jenis cairan ke dalam darah dan ke dalam ruang ekstraseluler, solusi isotonik, yaitu solusi, O yang sama dengan O. cairan tubuh menyebabkan gangguan terkecil dalam tubuh. Lihat juga Permeabilitas.

Tekanan osmotik pada manusia

Tekanan darah osmotik adalah tekanan yang mendorong penetrasi pelarut berair melalui membran semipermeabel ke arah komposisi yang lebih pekat.

Karena ini, pertukaran air antara jaringan dan darah terjadi dalam tubuh manusia. Itu dapat diukur menggunakan osmometer atau cryoscopically.

Apa yang menentukan nilai osmotik

Indikator ini dipengaruhi oleh jumlah elektrolit dan non-elektrolit yang terlarut dalam plasma darah. Paling tidak 60% adalah natrium klorida terionisasi. Solusi yang tekanan osmotiknya mendekati tekanan plasma disebut isotonik.

Jika nilai ini berkurang, maka komposisi ini disebut hipotonik, dan dalam kasus kelebihannya - hipertonik.

Ketika mengubah tingkat normal larutan dalam jaringan sel rusak. Untuk menormalkan keadaan cairan dapat dimasukkan dari luar, dan komposisinya akan tergantung pada sifat penyakit:

• Solusi hipertonik meningkatkan pembuangan air ke pembuluh darah.
• Jika tekanannya normal, maka obat diencerkan dalam larutan isotonik, biasanya natrium klorida.
• Solusi terkonsentrasi hipotonik dapat menyebabkan pecahnya sel. Air, menembus ke dalam sel darah, dengan cepat mengisinya. Tetapi dengan dosis yang tepat, akan membantu membersihkan luka dari nanah, untuk mengurangi edema alergi.

Ginjal dan kelenjar keringat memastikan bahwa indikator ini tidak berubah. Mereka menciptakan penghalang pelindung yang mencegah pengaruh produk metabolisme pada tubuh.

Oleh karena itu, tekanan osmotik pada manusia hampir selalu memiliki nilai konstan, lompatan yang tajam dapat terjadi hanya setelah aktivitas fisik yang intens. Tetapi tubuh itu sendiri masih cepat menormalkan sosok ini.

Bagaimana makanan mempengaruhi

Nutrisi yang tepat - jaminan kesehatan seluruh tubuh manusia. Perubahan tekanan terjadi pada kasus:

• Mengkonsumsi garam dalam jumlah besar. Hal ini menyebabkan pengendapan natrium, karena itu dinding pembuluh darah menjadi padat, masing-masing, mengurangi pembersihan. Dalam keadaan ini, tubuh tidak bisa mengatasi pengeluaran cairan, yang mengarah pada peningkatan sirkulasi darah dan tekanan darah tinggi, munculnya edema.
• Asupan cairan yang tidak memadai. Ketika tubuh tidak memiliki cukup air, keseimbangan air terganggu, darah mengental, karena jumlah pelarut, yaitu air berkurang. Seseorang merasakan kehausan yang kuat, setelah memadamkannya, memulai proses melanjutkan kerja mekanisme.
• Penggunaan junk food atau pelanggaran organ dalam (hati dan ginjal).

Bagaimana cara mengukur dan apa yang dikatakan indikator

Besarnya tekanan osmotik plasma darah diukur ketika membeku. Rata-rata, nilai ini biasanya 7,5–8,0 atm. Dengan peningkatan suhu larutan pembekuan akan lebih tinggi.

Bagian dari besarnya osmotik menciptakan tekanan onkotik, itu dibentuk oleh protein plasma. Bertanggung jawab atas pengaturan pertukaran air. Tekanan darah onkotik biasanya 26-30 mm Hg. Seni Jika indikator berubah ke arah yang lebih kecil, maka bengkak muncul, karena tubuh tidak dapat mengatasi ekskresi cairan dengan baik, dan ia menumpuk di jaringan.

Ini dapat terjadi dengan penyakit ginjal, puasa yang berkepanjangan, ketika komposisi darah mengandung sedikit protein, atau dengan masalah dengan hati, di mana albumin bertanggung jawab atas kegagalan.

Efeknya pada tubuh manusia

Tidak diragukan lagi, osmosis dan tekanan osmotik adalah faktor utama yang mempengaruhi elastisitas jaringan dan kemampuan tubuh untuk mempertahankan bentuk sel dan organ internal. Mereka menyediakan nutrisi jaringan.

Untuk memahami apa itu, Anda harus menempatkan sel darah merah dalam air suling. Seiring waktu, seluruh sel akan diisi dengan air, membran eritrosit akan runtuh. Proses ini disebut hemolisis.

Jika sel dicelupkan ke dalam larutan garam pekat, ia kehilangan bentuk dan elastisitasnya, ia akan kusut. Plasmolisis menyebabkan hilangnya sel darah merah. Dalam larutan isotonik, sifat aslinya akan tetap.

Tekanan osmotik memastikan pergerakan air yang normal di dalam tubuh.

Tekanan osmotik

Tekanan osmotik (dinotasikan π) - tekanan hidrostatik yang berlebihan pada larutan, dipisahkan dari pelarut murni oleh membran semipermeabel, di mana difusi pelarut melalui membran berhenti. Tekanan ini cenderung untuk menyamakan konsentrasi kedua larutan karena difusi balik molekul terlarut dan pelarut.

Ukuran gradien tekanan osmotik, yaitu perbedaan dalam potensi air dari dua larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabel, disebut tonisitas. Suatu solusi yang memiliki tekanan osmotik lebih tinggi dibandingkan dengan solusi lain disebut hipertonik, dan memiliki tekanan hipotonik yang lebih rendah.

Tekanan osmotik bisa sangat signifikan. Di pohon, misalnya, di bawah tekanan osmotik, getah tanaman (air dengan zat mineral terlarut di dalamnya) naik sepanjang xilem dari akar ke atas. Fenomena kapiler saja tidak mampu menciptakan gaya angkat yang memadai - misalnya, kayu merah perlu memberikan solusi hingga ketinggian hingga 100 meter. Pada saat yang sama di pohon, pergerakan larutan pekat, yaitu jus sayuran, tidak dibatasi oleh apa pun.

Jika solusi semacam itu berada dalam ruang tertutup, misalnya, dalam sel darah, maka tekanan osmotik dapat menyebabkan pecahnya membran sel. Karena alasan inilah obat-obatan yang dimaksudkan untuk injeksi ke dalam darah dilarutkan dalam larutan isotonik yang mengandung natrium klorida (natrium klorida) sebanyak yang diperlukan untuk menyeimbangkan tekanan osmotik yang diciptakan oleh cairan sel. Jika obat yang disuntikkan dibuat pada air atau larutan yang sangat encer (hipotonik sehubungan dengan sitoplasma), tekanan osmotik, memaksa air menembus ke dalam sel darah, akan menyebabkan mereka pecah. Tetapi jika terlalu banyak larutan natrium klorida disuntikkan ke dalam darah (3-5-10%, larutan hipertonik), air dari sel akan keluar, dan mereka akan menyusut. Dalam kasus sel tanaman, terjadi pelepasan protoplas dari dinding sel, yang disebut plasmolisis. Proses sebaliknya, yang terjadi ketika sel-sel menyusut ditempatkan dalam larutan yang lebih encer, masing-masing adalah deplasmolisis.

Besarnya tekanan osmotik yang diciptakan oleh larutan tergantung pada kuantitas dan bukan pada sifat kimia zat yang dilarutkan di dalamnya (atau ion, jika molekul terdisosiasi), oleh karena itu, tekanan osmotik adalah sifat kolegatif dari larutan. Semakin besar konsentrasi suatu zat dalam suatu larutan, semakin besar tekanan osmotik yang diciptakannya. Aturan ini, yang disebut hukum tekanan osmotik, dinyatakan dengan rumus sederhana, sangat mirip dengan hukum tertentu dari gas ideal:

di mana i adalah rasio isotonik dari solusi; C adalah konsentrasi molar larutan, dinyatakan dalam kombinasi satuan SI dasar, yaitu dalam mol / m 3, dan tidak dalam mol biasa / l; R adalah konstanta gas universal; T adalah suhu termodinamika larutan.

Ini juga menunjukkan kesamaan dari sifat-sifat partikel zat terlarut dalam media pelarut kental dengan partikel-partikel gas ideal di udara. Validitas dari sudut pandang ini dikonfirmasi oleh percobaan J. B. Perrin (1906): distribusi partikel emulsi resin gummigut dalam kolom air umumnya mematuhi hukum Boltzmann.

Tekanan osmotik, yang tergantung pada kandungan protein dalam suatu larutan, disebut onkotik (0,03 - 0,04 atm). Dengan puasa yang berkepanjangan, penyakit ginjal, konsentrasi protein dalam darah berkurang, tekanan onkotik dalam darah berkurang, dan edema onkotik terjadi: air mengalir dari pembuluh ke jaringan, di mana π_ONK lebih lanjut Saat bernanah proses π_ONK dalam fokus peradangan meningkat sebanyak 2-3 kali, karena jumlah partikel meningkat karena kerusakan protein. Di dalam tubuh, tekanan osmotik harus konstan (≈ 7,7 atm.). Oleh karena itu, solusi isotonik (solusi yang tekanan osmotiknya adalah π_PLASMA ≈ 7,7 atm. (0,9% NaCl - saline, larutan glukosa 5%). Solusi hipertonik yang π lebih besar dari π_PLASMA, digunakan dalam pengobatan untuk membersihkan luka dari nanah (10% NaCl), untuk menghilangkan edema alergi (10% CaCl₂, 20% glukosa), sebagai obat pencahar (Na₂SO₄∙ 10H₂O, MgSO₄∙ 7H₂O).

Hukum tekanan osmotik dapat digunakan untuk menghitung berat molekul suatu zat (dengan data tambahan yang diketahui).

5.4. Osmosis. Tekanan osmotik

Semua solusi dapat difus. Difusi adalah distribusi zat yang seragam pada seluruh volume larutan, yang mengalir ke segala arah. Kekuatan pendorongnya adalah aspirasi sistem untuk mencapai maksimum entropi. Anda dapat membuat kondisi di mana difusi hanya terjadi dalam satu arah. Untuk ini, larutan dan pelarut dipisahkan oleh membran semipermeabel yang hanya dapat dilewati oleh molekul kecil (ion).

Osmosis adalah difusi satu sisi pelarut melalui membran semi-permeable dari pelarut ke dalam larutan atau dari larutan encer - menjadi yang lebih pekat. Kekuatan pendorong osmosis adalah keinginan untuk meningkatkan konsentrasi zat terlarut di kedua sisi membran. Proses berlangsung secara spontan dan disertai dengan peningkatan entropi. Batas kemunculannya adalah keadaan keseimbangan.

Tekanan yang diberikan pelarut pada membran disebut tekanan osmotik (hal_OSM). Tekanan osmotik dijelaskan oleh persamaan van't Hoff:

(a) untuk non-elektrolit: p_OSM = C_m· R · T

di mana R adalah konstanta gas universal, sama dengan 8.13 j / mol · K,

T - suhu absolut, K.

Dengan_M. - konsentrasi molar larutan, mol / l

i adalah koefisien isotonik (koefisien Van't Hoff) yang mengkarakterisasi disosiasi elektrolit menjadi ion

Selaput sel hewan dan organisme tanaman dapat menyerap air dan ion-ion kecil. Melewati mereka, air menciptakan tekanan osmotik. Tekanan plasma normal adalah 740 - 780 kPa (37 0 C). Tekanan osmotik plasma dan cairan biologis lainnya terutama disebabkan oleh adanya elektrolit. Pada tingkat yang lebih rendah, tekanan diciptakan oleh partikel protein koloid yang tidak melewati membran. Tekanan osmotik yang diciptakan oleh protein disebut onkotik. Hanya 3 - 4 kPa. Homeostasis osmotik karena kerja ginjal, paru-paru, kulit. Tugas mentransfer zat terhadap gradien konsentrasi disebut osmotik.

Osmosis mendasari sejumlah proses fisiologis: asimilasi makanan, ekskresi produk limbah, transportasi aktif air.

Dalam praktik medis, solusi yang digunakan adalah isoosmotik dengan darah (solusi fisiologis). Misalnya, NaCl (0,9%), glukosa (4,5%). Pengenalan larutan garam ke dalam darah, cairan serebrospinal dan cairan biologis lain seseorang tidak menyebabkan konflik osmotik (Gambar 8).

Dengan diperkenalkannya solusi hipotonik (hal_OSM 780 kPa).

Gambar 8 - Sel dalam larutan (a) isotonik, (b) hipotonik, (c) hipertonik

Penggunaan solusi hipertonik dalam pengobatan

(a) 10% larutan NaCl digunakan untuk mengobati luka bernanah;

(B) 25% solusi MgSO4₄ digunakan sebagai antihipertensi;

(c) berbagai solusi hipertonik digunakan untuk mengobati glaukoma.

Karakteristik penting dari solusi yang digunakan untuk injeksi intravena adalah osmolaritas dan osmolalitasnya. Mereka mencirikan kandungan partikel yang tidak dapat berdifusi melalui membran sel.

Tekanan darah osmotik: apa yang diukur dan faktor apa yang memengaruhi penyimpangan dari norma

Tekanan osmotik darah (ODC) adalah tingkat kekuatan yang beredar pelarut (untuk tubuh kita itu adalah air) melalui membran eritrosit.

Mempertahankan tingkat terjadi atas dasar gerakan dari solusi yang kurang terkonsentrasi pada mereka yang konsentrasi airnya lebih besar.

Interaksi ini adalah pertukaran air antara darah dan jaringan tubuh manusia. Ion, glukosa, protein, dan elemen bermanfaat lainnya terkonsentrasi dalam darah.

Tekanan osmotik normal adalah 7,6 atm., Atau 300 mOsmol, yang sama dengan 760 mm Hg.

Osmol adalah konsentrasi satu mol non-elektrolit yang dilarutkan per liter air. Konsentrasi osmotik dalam darah ditentukan dengan tepat berdasarkan ukurannya.

Apa itu JDC?

Lingkungan sel dengan membran melekat pada jaringan dan elemen darah, air mudah melewatinya dan praktis tidak menembus zat terlarut. Oleh karena itu, penyimpangan tekanan osmotik dapat menyebabkan peningkatan sel darah merah, dan hilangnya air dan deformasi.

Untuk eritrosit dan sebagian besar jaringan, peningkatan asupan garam di dalam tubuh, yang menumpuk di dinding pembuluh darah dan menyempitkan saluran pembuluh darah, sangat merugikan.

Tekanan ini selalu pada tingkat yang sama dan diatur oleh reseptor yang terlokalisasi di hipotalamus, pembuluh darah dan jaringan.

Nama umum mereka adalah osmoreseptor, merekalah yang menjaga ODC pada level yang tepat.

Salah satu parameter paling stabil dari darah adalah konsentrasi osmotik plasma, yang mempertahankan tekanan darah osmotik normal, dengan bantuan hormon dan sinyal tubuh - perasaan haus.

Apa itu UDC normal?

Indikator normal tekanan osmotik adalah indikator cryoscopy, tidak melebihi 7,6 atm. Analisis menentukan titik di mana darah membeku. Indikator normal dari solusi pembekuan untuk seseorang adalah 0,56-0,58 derajat Celcius, yang setara dengan 760 mm Hg.

Jenis APC terpisah dibuat oleh protein plasma. Juga, tekanan osmotik protein plasma disebut tekanan onkotik. Tekanan ini beberapa kali lebih rendah daripada tekanan yang dibuat dalam plasma oleh garam, karena protein memiliki tingkat berat molekul yang tinggi.

Sehubungan dengan elemen osmotik lainnya, kehadiran mereka tidak signifikan, meskipun mereka terkandung dalam darah dalam jumlah jamak.

Ini mempengaruhi kinerja JDC secara keseluruhan, tetapi dalam rasio kecil (satu keseluruhan dua ratus dua puluh) dengan kinerja keseluruhan.

Ini setara dengan 0,04 atm., Atau 30 mm Hg. Untuk indikator tekanan darah osmotik, faktor kuantitatif dan mobilitasnya lebih penting daripada massa partikel terlarut.

Tekanan yang dideskripsikan melawan gerakan kuat pelarut dari darah ke jaringan, dan memengaruhi transfer air dari jaringan ke pembuluh darah. Itulah sebabnya edema jaringan berkembang, konsekuensi dari penurunan konsentrasi protein dalam plasma.

Non-elektrolit mengandung konsentrasi osmotik yang lebih rendah daripada elektrolit. Ini dicatat karena. Bahwa molekul elektrolit melarutkan ion, yang mengarah pada peningkatan konsentrasi partikel aktif, yang menjadi ciri konsentrasi osmotik.

Apa yang mempengaruhi penyimpangan tekanan osmotik?

Perubahan refleks dalam aktivitas organ ekskretoris menyebabkan iritasi osmoreseptor. Ketika mereka meradang, mereka menghilangkan dari tubuh jumlah kelebihan air dan garam yang telah memasuki darah.

Peran penting di sini dimainkan oleh kulit, yang jaringannya memakan air berlebih dari darah atau mengembalikannya ke darah, dengan peningkatan tekanan osmotik.

Kinerja ODC normal dipengaruhi oleh saturasi kuantitatif darah dengan elektrolit dan non-elektrolit yang dilarutkan dalam plasma darah.

Setidaknya enam puluh persen adalah kalium klorida terionisasi. Solusi isotonik adalah solusi di mana tingkat APC mendekati plasma.

Dengan pertumbuhan indikator sebesar ini, komposisi ini disebut hipertonik, dan dalam kasus penurunan - hipotonik.

Jika tekanan osmotik normal abnormal, kerusakan sel dipicu. Untuk mengembalikan indikator tekanan osmotik dalam darah, mereka dapat menyuntikkan solusi, yang dipilih, tergantung pada penyakitnya, yang memicu penyimpangan MEA dari norma.

Diantaranya adalah:

• Solusi terkonsentrasi hipotonik. Ketika diterapkan dalam dosis yang benar, itu membersihkan luka dari nanah dan membantu mengurangi ukuran pembengkakan alergi. Tetapi dengan dosis yang salah, memprovokasi pengisian cepat sel dengan solusi, yang mengarah pada istirahat cepat mereka;
• Solusi hipertonik. Dengan diperkenalkannya solusi ini ke dalam darah, berkontribusi pada peningkatan eliminasi sel-sel air dalam sistem vaskular;
• Pengenceran obat dalam larutan isotonik. Persiapan diaduk dalam larutan ini, dengan nilai ODC normal. Sodium klorida adalah produk yang paling umum diaduk.

Pemeliharaan harian tingkat normal UEC dipantau oleh kelenjar keringat dan ginjal. Mereka tidak membiarkan efek produk yang tersisa setelah metabolisme pada tubuh, dengan membuat membran pelindung.

Itulah sebabnya tekanan osmotik darah hampir selalu berfluktuasi pada tingkat yang sama. Peningkatan tajam dalam kinerjanya dimungkinkan dengan aktivitas fisik aktif. Tetapi dalam kasus ini, tubuh itu sendiri dengan cepat menstabilkan indikator.

Interaksi sel darah merah dengan larutan, tergantung pada tekanan osmotiknya.

Apa yang terjadi dengan penyimpangan?

Dengan peningkatan tekanan osmotik darah, sel-sel air bergerak dari eritrosit ke dalam plasma, akibatnya sel-sel berubah bentuk dan kehilangan fungsinya. Dengan penurunan konsentrasi osmol, ada peningkatan saturasi sel dengan air, yang mengarah pada peningkatan ukuran dan deformasi membran, yang disebut hemolisis.

Hemolisis ditandai oleh fakta bahwa ketika sebagian besar sel darah terdeformasi - sel darah merah, juga disebut sel darah merah, maka protein hemoglobin memasuki plasma, setelah itu menjadi transparan.

Hemolisis dibagi menjadi beberapa tipe berikut:

Tekanan darah osmotik dan onkotik

Tekanan osmotik dan onkotik plasma darah

Di antara berbagai indikator lingkungan internal tubuh, tekanan osmotik dan onkotik menempati salah satu tempat utama. Mereka adalah konstanta homeostatik yang kaku dari lingkungan internal dan penyimpangan mereka (menambah atau mengurangi) berbahaya untuk aktivitas vital organisme.

Tekanan osmotik

Tekanan osmotik darah adalah tekanan yang terjadi pada antarmuka larutan garam atau senyawa rendah molekul lainnya dari berbagai konsentrasi.

Nilainya karena konsentrasi zat aktif secara osmotik (elektrolit, non-elektrolit, protein) yang dilarutkan dalam plasma darah, dan mengatur pengangkutan air dari cairan ekstraseluler ke sel dan sebaliknya. Tekanan osmotik plasma darah biasanya 290 ± 10 mosmol / kg (rata-rata, sama dengan 7,3 atm., Atau 5.600 mm Hg, atau 745 kPa). Sekitar 80% dari tekanan osmotik plasma darah disebabkan oleh natrium klorida, yang terionisasi sepenuhnya. Solusi yang tekanan osmotiknya sama dengan plasma darah disebut isotonik, atau iso-kosmik. Ini termasuk 0,85-0,90% larutan natrium klorida dan 5,5% larutan glukosa. Solusi dengan tekanan osmotik lebih rendah daripada dalam plasma darah disebut hipotonik, dan dengan tekanan lebih besar, mereka disebut hipertonik.

Tekanan osmotik darah, getah bening, jaringan, dan cairan intraseluler kurang lebih sama dan memiliki kekonstanan yang cukup. Penting untuk memastikan fungsi normal sel.

Tekanan onkotik

Tekanan darah onkotik - adalah bagian dari tekanan osmotik darah yang diciptakan oleh protein plasma.

Besarnya tekanan onkotik bervariasi dari 25-30 mm Hg. (3,33- 3,99 kPa) dan 80% ditentukan oleh albumin karena ukurannya yang kecil dan kandungan tertinggi dalam plasma darah. Tekanan onkotik memainkan peran penting dalam mengatur pertukaran air dalam tubuh, yaitu dalam retensi dalam aliran darah. Tekanan onkotik memengaruhi pembentukan cairan jaringan, getah bening, urin, penyerapan air dari usus. Ketika tekanan onkotik plasma menurun (misalnya, pada penyakit hati, ketika produksi albumin berkurang, atau penyakit ginjal, ketika ekskresi protein dalam urin meningkat) edema berkembang, karena air ditahan dengan buruk di pembuluh dan masuk ke jaringan.

Apa itu tekanan osmotik?

Arti kata tekanan osmotik dalam kamus istilah medis:

Tekanan osmotik - tekanan hidrostatik yang berlebihan pada larutan yang dipisahkan dari pelarut murni oleh membran semipermeabel, di mana difusi pelarut melalui membran berhenti. Tingkat O. dalam sel dan lingkungan internal organisme memainkan peran penting dalam proses aktivitas vitalnya.

Arti kata tekanan osmotik dalam kamus Brockhaus and Efron:

Tekanan osmotik - lihat Osmosis.

Definisi "tekanan osmotik" oleh TSB:

Tekanan osmotik adalah tekanan difus, parameter termodinamika yang mencirikan kecenderungan larutan untuk menurun dalam konsentrasi ketika bersentuhan dengan pelarut murni karena difusi balik molekul-molekul zat terlarut dan pelarut. Jika larutan dipisahkan dari pelarut murni dengan membran semipermeabel, maka hanya difusi satu sisi yang dimungkinkan - penyerapan osmotik pelarut melalui membran ke dalam larutan. Dalam hal ini, O. d. Menjadi tersedia untuk pengukuran langsung dengan nilai yang sama dengan tekanan berlebih yang diterapkan dari larutan pada kesetimbangan osmotik (lihat Osmosis). O. Apakah disebabkan oleh penurunan potensi kimiawi pelarut dengan adanya zat terlarut. Kecenderungan sistem untuk menyamakan potensi kimia di semua bagian volumenya dan masuk ke keadaan dengan tingkat energi bebas yang lebih rendah menyebabkan pemindahan materi secara osmotik (difusi). O. Dalam larutan yang ideal dan sangat encer tidak tergantung pada sifat pelarut dan zat terlarut. pada suhu konstan, hanya ditentukan oleh angka
"Elemen kinetik" - ion, molekul, asosiasi atau partikel koloid - per satuan volume larutan. Pengukuran pertama O dilakukan oleh V. Pfeffer (1877), menyelidiki larutan gula tebu. Data-Nya memungkinkan J. H. van't Hoff untuk menetapkan (1887) ketergantungan O. pada konsentrasi zat terlarut, yang bertepatan dalam bentuk dengan hukum Boyle-Mariotte untuk gas ideal. Ternyata O. d. (P) secara numerik sama dengan tekanan yang akan dimiliki oleh zat terlarut jika telah dalam keadaan gas ideal pada suhu tertentu dan menempati volume yang sama dengan volume larutan. Untuk solusi yang sangat encer dari zat non-disosiasi, pola yang ditemukan dengan akurasi yang cukup dijelaskan oleh persamaan:
pi.V = nRT, di mana n adalah jumlah mol zat terlarut dalam volume larutan V. R adalah konstanta gas universal. T adalah suhu absolut. Dalam kasus disosiasi suatu zat dalam larutan menjadi ion, faktor i> 1, koefisien van't Hoff, dimasukkan ke sisi kanan persamaan. dengan asosiasi zat terlarut i + dan Cl minus diekskresikan melalui insang, di reptil laut (ular dan kura-kura) dan pada burung melalui kelenjar garam khusus yang terletak di daerah kepala. Mg 2+ ion, SO₄ 2-, 18 / 18031124.tif dalam organisme ini diekskresikan melalui ginjal. A. d. Organisme hiper dan hipo-osmotik dapat dibuat baik oleh ion yang ada di lingkungan eksternal maupun oleh produk metabolisme. Misalnya, pada ikan hiu dan pari, O. sebesar 60% dibuat oleh urea dan trimethylammonium. dalam plasma darah mamalia - terutama karena ion Na + dan Cl minus. pada larva serangga karena berbagai metabolit berat molekul rendah. Dalam kelautan uniseluler, echinodermata, moluska sefalopoda, mixin dan organisme isoosmotik lainnya, di mana O.d ditentukan oleh O. dari lingkungan eksternal dan sama dengan itu, mekanisme osmoregulasi tidak ada (tidak termasuk seluler).
Kisaran nilai rata-rata O. dalam sel organisme yang tidak mampu mempertahankan homeostasis osmotik cukup lebar dan tergantung pada jenis dan usia organisme, jenis sel, dan O. lingkungan. Dalam kondisi optimal, total sel nira organ tanah tanaman rawa berkisar dari 2 hingga 16 di. Di stepa, dari 8 hingga 40 di. Dalam sel tanaman yang berbeda, O. bisa sangat berbeda (misalnya, dalam mangrove O. getah selnya sekitar 60 atm, dan O. dalam pembuluh xilem tidak melebihi 1-2 atm). Organisme homo-osmotik, yaitu, mampu mempertahankan keteguhan relatif O., rata-rata, dan kisaran osilasi O. berbeda (cacing tanah 3,6-4,8 atm, ikan air tawar 6,0-6,6, ikan bertulang samudera - 7.8-8.5, ikan hiu - 22.3-23.2, mamalia - 6.6-8.0 atm). Pada mamalia, O. dari sebagian besar cairan biologis sama dengan O. dari darah (pengecualian adalah cairan yang dikeluarkan oleh beberapa kelenjar - air liur, keringat, urin, dll). O. of, yang dibuat dalam sel-sel hewan oleh senyawa molekul tinggi (protein, polisakarida, dll.), Tidak signifikan, tetapi memainkan peran penting dalam metabolisme (lihat. Tekanan onkotik).
Yu. V. Natochin, V. V. Kabanov.
Lit.: Melvin-Hughes E. A., Kimia fisik, trans. dari bahasa Inggris, Prince 1-2, M., 1962. Kursus kimia fisik, ed. Ya I. I. Gerasimova, t. 1-2, M. - L., 1963-1966. Pasynsky AG, kimia koloid, edisi ke-3, M., 1968: Prosser L., Brown F., Fisiologi komparatif hewan, trans. dari Bahasa Inggris, M., 1967. Griffin D., Novik El., Organisme hidup, trans. dari bahasa Inggris., 1973. Nobel P., fisiologi sel tumbuhan (pendekatan fisiko-kimia), trans. dari Bahasa Inggris, M., 1973.
Diagram skematik osmometer: A - ruang untuk solusi. B - kamera untuk pelarut. M - membran. Tingkat cairan dalam tabung pada kesetimbangan osmotik: a dan b - dalam kondisi tekanan eksternal yang sama di ruang A dan B, ketika rho_A =
rho._B, pada saat yang sama H - kolom cairan, menyeimbangkan tekanan osmotik. b - dalam kondisi ketimpangan tekanan eksternal, saat rho_A - rho_B = pi..

Beri tahu teman Anda apa itu - tekanan osmotik. Bagikan ini di halaman Anda.

Tekanan osmosis dan osmotik

Jika Anda memisahkan larutan dan pelarut menggunakan partisi semi-permeabel (membran), yang memungkinkan molekul pelarut lewat dengan bebas dan molekul retensi zat terlarut, maka difusi satu sisi pelarut diamati.

Difusi semacam ini disebabkan oleh fakta bahwa jumlah molekul pelarut per satuan volume lebih besar daripada dalam volume larutan yang sama, karena dalam larutan bagian volume ditempati oleh molekul terlarut. Sebagai hasil dari pergerakan molekuler, pergerakan molekul pelarut melalui membran dari pelarut ke dalam larutan menang atas pergerakan mereka dalam arah yang berlawanan.

Difusi satu sisi dari pelarut ke larutan disebut osmosis, dan gaya yang menyebabkan osmosis, disebut unit permukaan membran semipermeabel, disebut tekanan osmotik.

Sebagai hasil dari osmosis dan difusi, tingkat konsentrasi mati, dan cara-cara pencapaian leveling ini pada dasarnya berbeda. Dalam proses difusi, kesetaraan konsentrasi dicapai dengan menggerakkan molekul zat terlarut, dan dalam kasus osmosis, dengan menggerakkan molekul pelarut.

Mekanisme osmosis tidak dapat dijelaskan hanya dengan fakta bahwa membran semipermeabel memainkan peran saringan dengan sel-sel yang melaluinya molekul pelarut bebas, tetapi tidak melewati molekul terlarut.

Rupanya, mekanisme osmosis jauh lebih rumit. Di sini struktur dan komposisi membran berperan besar.

Tergantung pada sifat membran, mekanisme osmosis akan berbeda. Dalam beberapa kasus, hanya zat-zat yang larut di dalamnya bebas melewati membran, dalam kasus lain, membran berinteraksi dengan pelarut, membentuk senyawa rapuh menengah yang mudah hancur, dan, akhirnya, itu juga dapat mewakili septum berpori dengan ukuran pori tertentu.

Untuk mengukur tekanan osmotik dalam bejana dengan dinding semipermeabel, larutan uji dituang dan ditutup dengan sumbat di mana tabung dimasukkan, dihubungkan ke pengukur tekanan. Alat seperti itu untuk mengukur tekanan osmotik disebut osmometer.

Osmometer dengan larutan direndam dalam bejana dengan pelarut. Pada awal proses, pelarut dari bejana luar berdifusi ke dalam osmometer pada tingkat yang lebih tinggi daripada itu, oleh karena itu tingkat cairan dalam tabung osmometer naik, yang menciptakan di dalamnya tekanan hidrostatik, yang secara bertahap meningkat. Ketika tekanan hidrostatik meningkat, laju difusi pelarut ke dalam osmometer dan keluar dari osmometer disamakan, menghasilkan keadaan keseimbangan dinamis, kenaikan cairan dalam tabung osmometer berhenti.

Tekanan hidrostatik yang dibentuk oleh osmosis berfungsi sebagai ukuran tekanan osmotik.

Pengukuran tekanan osmotik dengan osmometer tidak selalu memungkinkan dengan akurasi yang memadai, karena tidak ada membran yang mampu mempertahankan semua partikel zat terlarut. Nilai tekanan osmotik yang terukur untuk larutan yang sama akan, sampai batas tertentu tergantung pada sifat membran.

Tekanan osmotik terjadi hanya pada batas antara larutan dan pelarut (atau larutan dengan konsentrasi berbeda), jika batas ini dibentuk oleh septum semipermeabel. Solusi yang terkandung dalam bejana biasa tidak memberikan tekanan apa pun pada dindingnya selain dari tekanan hidrostatik yang biasa. Oleh karena itu, tekanan osmotik tidak boleh dilihat sebagai sifat zat terlarut, atau pelarut, atau larutan itu sendiri, tetapi sebagai sifat sistem pelarut dan larutan dengan penghalang semi-permeabel di antara mereka.

Hukum Raoul adalah nama umum dari hukum kuantitatif yang ditemukan oleh ahli kimia Perancis F. M. Raul pada tahun 1887, menggambarkan beberapa sifat koligatif (tergantung konsentrasi, tetapi tidak pada sifat zat terlarut) dari larutan.

Hukum pertama Raul [sunting]

Hukum pertama Raul menghubungkan tekanan uap jenuh di atas larutan dengan komposisinya; Diformulasikan sebagai berikut:

· Tekanan parsial uap jenuh dari komponen larutan berbanding lurus dengan fraksi molar dalam larutan, dan koefisien proporsionalitasnya sama dengan tekanan uap jenuh atas komponen murni.

Untuk solusi biner yang terdiri dari komponen A dan B (komponen A, kami menganggapnya sebagai pelarut) lebih mudah untuk menggunakan formulasi yang berbeda:

· Penurunan relatif dalam tekanan uap parsial pelarut di atas larutan tidak tergantung pada sifat zat terlarut dan sama dengan fraksi molar dalam larutan.

Di permukaan, ada lebih sedikit molekul pelarut yang dapat menguap, karena zat terlarut mengambil sebagian ruang.

Solusi yang memenuhi hukum Raul disebut ideal. Ideal untuk konsentrasi apa pun adalah larutan yang komponennya sangat mirip dalam sifat fisik dan kimia (isomer optik, homolog, dll.), Dan pembentukannya tidak disertai dengan perubahan volume dan pelepasan atau penyerapan panas. Dalam hal ini, kekuatan interaksi antarmolekul antara partikel homogen dan heterogen hampir sama, dan pembentukan larutan hanya disebabkan oleh faktor entropi.

Penyimpangan dari hukum Raoul [sunting]

Solusi, komponen yang berbeda secara signifikan dalam sifat fisik dan kimia, mematuhi hukum Raul hanya di bidang konsentrasi yang sangat kecil; pada konsentrasi tinggi, penyimpangan dari hukum Raul diamati. Kasus ketika tekanan uap parsial benar atas campuran lebih besar daripada yang dihitung oleh hukum Raul disebut penyimpangan positif. Kasus sebaliknya adalah ketika tekanan uap parsial komponen kurang dari yang dihitung - penyimpangan negatif.

Alasan penyimpangan dari hukum Raul adalah fakta bahwa partikel-partikel homogen berinteraksi satu sama lain secara berbeda daripada heterogen (lebih kuat dalam kasus positif dan lebih lemah dalam kasus penyimpangan negatif).

Solusi nyata dengan penyimpangan positif dari hukum Raul dibentuk dari komponen murni dengan penyerapan panas (ΔН_solusi > 0); volume larutan lebih besar dari jumlah volume awal komponen (ΔV> 0). Solusi dengan penyimpangan negatif dari hukum Raul dibentuk dengan melepaskan panas (ΔН_solusi −1 · kg, masing-masing. Karena larutan satu molar tidak terdilusi secara tak terbatas, hukum Raul kedua untuknya umumnya tidak dipenuhi untuk itu, dan nilai-nilai konstanta ini diperoleh dengan ekstrapolasi ketergantungan dari daerah konsentrasi rendah ke m = 1 mol / kg

Untuk larutan dalam persamaan hukum kedua Raul, konsentrasi molar kadang-kadang digantikan oleh molar. Dalam kasus umum, penggantian semacam itu ilegal, dan untuk solusi yang kepadatannya berbeda dari 1 g / cm ³, dapat menyebabkan kesalahan yang signifikan.

Hukum Raul kedua memungkinkan untuk secara eksperimental menentukan massa molekul senyawa yang tidak mampu disosiasi dalam pelarut tertentu; itu juga dapat digunakan untuk menentukan tingkat disosiasi elektrolit.

Solusi elektrolit [sunting]

Hukum Raul tidak dipenuhi untuk solusi (bahkan diencerkan tak terbatas), yang menghantarkan listrik - solusi elektrolit. Untuk menjelaskan penyimpangan ini, Vant-Hoffs memperkenalkan koreksi pada persamaan di atas, koefisien isotonik i, yang secara implisit memperhitungkan pemisahan molekul-molekul zat terlarut:

Tidak adanya penyerahan solusi elektrolit pada hukum Raoul dan prinsip Vant-Hoff menjadi titik awal bagi S. Arrhenius untuk menciptakan teori disosiasi elektrolitik.

Elastisitas Saturasi - elastisitas uap air, suhu maksimum yang mungkin diberikan. Semakin besar, semakin tinggi suhu udara. Akibatnya, kondensasi uap air dimulai.

Konstanta Ebullioscopic adalah perbedaan antara titik didih larutan dan suhu pelarut murni.

Konstanta cryoscopic adalah perbedaan antara titik beku larutan dan suhu pelarut murni.

74. Fenomena osmosis, perannya dalam sistem biologis. Tekanan osmotik. Hukum Vant-Hoff.

Solusi isotonik, hipo-dan hipertonik.

Fenomena osmosis diamati dalam lingkungan di mana mobilitas pelarut lebih besar daripada mobilitas zat terlarut. Kasus khusus yang penting dari osmosis adalah osmosis melalui membran semipermeabel. Membran semi-permeabel disebut membran yang memiliki permeabilitas yang cukup tinggi tidak untuk semua, tetapi hanya untuk beberapa zat, khususnya, untuk pelarut. (Mobilitas zat terlarut dalam membran cenderung nol). Sebagai aturan, ini disebabkan oleh ukuran dan mobilitas molekul, misalnya, molekul air lebih kecil daripada kebanyakan molekul zat terlarut. Jika membran semacam itu memisahkan larutan dan pelarut murni, konsentrasi pelarut dalam larutan ternyata kurang tinggi, karena ada bagian molekulnya yang digantikan oleh molekul terlarut (lihat Gambar 1). Akibatnya, transisi partikel pelarut dari kompartemen yang mengandung pelarut murni ke larutan akan terjadi lebih sering daripada dalam arah yang berlawanan. Dengan demikian, volume larutan akan meningkat (dan konsentrasi zat akan berkurang), sedangkan volume pelarut akan menurun.

Signifikansi osmosis [sunting]

Osmosis berperan penting dalam banyak proses biologis. Membran yang mengelilingi sel darah normal hanya permeabel untuk molekul air, oksigen, beberapa nutrisi yang terlarut dalam darah dan produk dari aktivitas sel; untuk molekul protein besar yang terlarut di dalam sel, itu tidak bisa ditembus. Karenanya, protein yang sangat penting untuk proses biologis tetap berada di dalam sel.

Osmosis terlibat dalam transfer nutrisi dalam batang pohon yang tinggi, di mana transfer kapiler tidak dapat melakukan fungsi ini.

Osmosis banyak digunakan dalam teknologi laboratorium: dalam menentukan karakteristik molar polimer, konsentrasi larutan, studi berbagai struktur biologis. Fenomena osmotik kadang-kadang digunakan dalam industri, misalnya, dalam pembuatan bahan polimer tertentu, pemurnian air yang sangat mineral dengan metode reverse osmosis cairan.

Sel-sel tumbuhan juga menggunakan osmosis untuk meningkatkan volume vakuola sehingga memperluas dinding sel (tekanan turgor). Sel-sel tumbuhan melakukan ini dengan menyimpan sukrosa. Dengan meningkatkan atau menurunkan konsentrasi sukrosa dalam sitoplasma, sel-sel dapat mengatur osmosis. Ini meningkatkan elastisitas tanaman secara keseluruhan. Banyak gerakan tanaman dikaitkan dengan perubahan tekanan turgor (misalnya, pergerakan kumis kacang polong dan tanaman panjat lainnya). Protozoa air tawar juga memiliki vakuola, tetapi tugas vakuola yang paling sederhana hanyalah memompa kelebihan air dari sitoplasma untuk mempertahankan konsentrasi konstan zat-zat yang terlarut di dalamnya.

Osmosis juga memainkan peran penting dalam ekologi badan air. Jika konsentrasi garam dan zat lain di dalam air naik atau turun, penghuni perairan ini akan mati karena efek buruk osmosis.

Tekanan osmotik (dinotasikan π) - tekanan hidrostatik yang berlebihan pada larutan, dipisahkan dari pelarut murni oleh membran semipermeabel, di mana difusi pelarut melalui membran berhenti. Tekanan ini cenderung untuk menyamakan konsentrasi kedua larutan karena difusi balik molekul terlarut dan pelarut.

HUKUM VANT-GOFFA menggambarkan ketergantungan PRESSURE OSMOTIC dari larutan encer pada suhu dan konsentrasi molar larutan:
Van't Hoff sampai pada kesimpulan bahwa hukum Avogadro juga berlaku untuk solusi encer. Dia secara eksperimental menetapkan bahwa tekanan osmotik, yang merupakan ukuran keinginan dua solusi berbeda di kedua sisi membran untuk menyamakan konsentrasi, dalam larutan lemah tidak hanya tergantung pada konsentrasi, tetapi juga pada suhu dan, oleh karena itu, mematuhi hukum termodinamika gas. Van't Hoff menyatakan tekanan osmotik dengan rumus PV = iRT, di mana P berarti tekanan osmotik suatu zat yang dilarutkan dalam cairan; V adalah volumenya; R adalah konstanta gas; Suhu - T dan koefisien - i, yang sering sama dengan 1 untuk gas, dan untuk solusi yang mengandung garam - lebih dari satu. Van't Hoff dapat menjelaskan mengapa nilai i berubah dengan mengaitkan koefisien ini dengan jumlah ion dalam larutan. Studi tentang larutan encer yang dilakukan oleh Van't Hoff adalah alasan untuk teori disosiasi elektrolitik S.Arrhenius. Selanjutnya, Arrhenius tiba di Amsterdam dan bekerja dengan Vant-Hoff.

Solusi isotonik (larutan isoosmotik) - solusi yang tekanan osmotiknya sama dengan tekanan osmotik plasma darah; misalnya, larutan natrium klorida 0,9%, larutan glukosa 5%. Semua solusi ini digunakan dalam pengobatan berbagai penyakit untuk meringankan keracunan dan manifestasi penyakit lainnya. Rasvtora isotonik, tidak seperti hipertonik dan hipertonik (tidak digunakan untuk pemberian intravena) tidak menyebabkan hemolisis sel darah merah ketika diberikan secara intravena.

Larutan hipotonik berbeda dari konsentrasi rendah isotonik dan, karenanya, tekanan osmotik lebih rendah. Setelah kontak dengan jaringan, air dari larutan hipotonik memasuki sel-sel jaringan. Akibatnya, mereka membengkak, dan jika air menumpuk di dalamnya secara berlebihan, membran sel pecah, yaitu lisis sel.

Penggunaan larutan natrium klorida hipotonik dalam praktiknya sangat terbatas. Dalam beberapa kasus, mereka digunakan untuk menyiapkan solusi zat yang digunakan untuk anestesi infiltrasi. Efek anestesi dalam larutan hipotonik ditingkatkan, karena yang terakhir berkontribusi pada penetrasi zat yang lebih dalam ke dalam jaringan.

Solusi hipertonik, solusi yang tekanan osmotiknya lebih tinggi dari tekanan osmotik dalam sel dan jaringan tanaman atau hewan. Tergantung pada fungsional, spesies dan spesifisitas ekologis sel, tekanan osmotik di dalamnya berbeda, dan solusinya, hipertonik untuk beberapa sel, mungkin isotonik atau bahkan hipotonik untuk yang lain. Ketika direndam dalam sel tanaman di G. p. itu menghisap air dari sel, yang berkurang volumenya, dan kemudian kompresi berhenti dan protoplasma tertinggal di belakang dinding sel (lihat Plasmolisis). Sel darah merah manusia dan hewan di G. p. juga kehilangan air dan volume berkurang. G. r. dalam kombinasi dengan larutan hipotonik dan larutan isotonik digunakan untuk mengukur tekanan osmotik dalam sel dan jaringan hidup.