We leggen uit wat osmose is en welke soorten er bestaan. Ook, waarom is het belangrijk, wat is biologische diffusie en voorbeelden van osmose.
Wat is osmose?
Osmose of osmose is een fysiek fenomeen van uitwisseling van materie door een semi-permeabel membraan, van een minder dicht medium naar een hoger dikte, zonder kosten van Energie. Het is een passief fenomeen, maar essentieel voor de metabolisme mobiele telefoon levende wezens.
De mechanica van osmose streeft naar een evenwicht van concentraties tussen de twee segmenten van a oplossing gescheiden door het membraan, verzendend oplosmiddel van de ene naar de andere kant om het uiterste van hogere concentratie te verdunnen. Dit genereert een verandering van Druk, bekend als osmotische druk. Dit gebeurt er met het membraan van de cellen, waarvan de binnenkant een grotere, gelijke of kleinere concentratie kan hebben dan de buitenkant, waardoor het binnenkomen en verlaten van Water, dat wil zeggen, osmoregulatie, zonder energiekosten.
Osmose werd in 1877 ontdekt in de studies over plantenfysiologie door de Duitser Wilhelm Pfeffer, ondanks het feit dat er al soortgelijke studies over bestonden en de term in 1854 was bedacht (door de Brit Thomas Graham).
Soorten osmose
Er zijn twee vormen van osmose: directe en omgekeerde.
- Directe osmose. Het is degene die voorkomt in de cellen van levende wezens, waarin water binnenkomt of weggaat via de plasma membraan, waardoor een evenwicht met de omgeving mogelijk is, hoewel het in gevallen van hypertoon (met enorme concentratie van de opgeloste stof) of hypotoon (met minimale concentratie van de opgeloste stof) uitdroging of explosie kan veroorzaken door respectievelijk ophoping van de cel.
- Inverse osmose. Het is een identiek mechanisme, maar in de tegenovergestelde richting, waardoor de stroom van water of oplosmiddel van het punt met de hoogste concentratie naar de laagste concentratie opgeloste stof kan stromen, wat ideaal is voor zuivering of retentie van opgeloste stof. Om dit te laten gebeuren, moet een druk worden uitgeoefend die de natuurlijke osmotische druk overwint (dat wil zeggen, het vereist energiekosten).
Belang van osmose
Osmose is van vitaal belang voor het celmetabolisme, omdat het een vorm van transport van materie is tussen de binnenkant en de buitenkant van de cel die geen energieverbruik met zich meebrengt, dat wil zeggen, het gebeurt passief, zonder te consumeren ATP. Dit principe is ook van fundamenteel belang om de oorsprong van de leven, omdat er in de eerste vormen van cellulair leven nog geen actieve metabole mechanismen waren.
Aan de andere kant kunnen de principes van osmose worden gerepliceerd in alledaagse situaties en maken ze bijvoorbeeld het filteren van water (omgekeerde osmose) mogelijk, naast andere praktische procedures zoals de productie van katalysatoren of het vergemakkelijken van industriële koelprocessen.
Biologische diffusie
Een proces vergelijkbaar met osmose staat bekend als eenvoudige diffusie, vanuit het oogpunt dat het de doorvoer van deeltjes van het ene medium (zoals het celinterieur) naar het andere (zoals de extracellulaire omgeving) door een semi-permeabel membraan omvat, bewegend van het medium met de hoogste concentratie naar het medium met de laagste concentratie (dat wil zeggen, de concentratiegradiënt volgen). Dit gebeurt passief, dat wil zeggen zonder verbruik van extra energie.
Dienovereenkomstig is biologische diffusie datgene wat plaatsvindt in cellen, waardoor het binnenkomen of verlaten van moleculen door het plasmamembraan, volgens de concentratiegradiënt. Zo komt zuurstof bijvoorbeeld het bloed binnen in de rode bloedcellen, waar hemoglobine ze kan opvangen voor transport. Dit enkele voorbeeld geeft het vitale belang van dit mechanisme voor het leven aan.
Voorbeelden van osmose
Enkele eenvoudige voorbeelden van osmose zijn:
- Water Zuivering. Om de onzuiverheden uit het water te verwijderen, kan het principe van omgekeerde osmose worden toegepast, waarbij de opgeloste inhoud wordt gescheiden door middel van een semi-permeabel membraan.
- De hydratatie van een ei.De schaal van een ei werkt als een osmotisch membraan, waardoor water het binnenste (meer geconcentreerd) kan binnendringen, zodat een gekookt ei kan worden geweekt zonder de schaal te breken.
- Cel osmose. Een deel van de cellulaire transportmechanismen die de uitwisseling (binnenkomst of vertrek) van materie tussen de cytoplasma en de omgeving zonder daarbij ATP te verbruiken.