Fenómeno de la ósmosis.
La ósmosis es un fenómeno físico
relacionado con el comportamiento de un sólido
como soluto de
una solución
ante una membrana semipermeable
para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a
través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es
un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de
los seres vivos.
Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micras. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.
Si una membrana como la descrita separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas a fines del siglo XIX por Van 't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple, entendiendo que este último fenómeno implica no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas y esto ocurre cuando las partículas que aleatoriamente vienen se equiparan con las que aleatoriamente van, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones.
ÓSMOSIS INVERSA
Lo descrito
hasta ahora es lo que ocurre en situaciones normales, en las que los dos lados
de la membrana están a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de
mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta
concentración de sales al de baja concentración.
Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja
Otro proceso
de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente - el agua en el caso de
los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través de una membrana
semi-permeable. La membrana de las células es una membrana semi-permeable ya
que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros
materiales. Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la
concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del
otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su
concentración es menor.
El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera un presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera un presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
Soluciones
isotónicas, hipotónicas e hipertónicas
El agua se mueve fácilmente cruzando las membranas celulares, a través de canales especiales revestidos de proteína. Si el total de la concentración de todos los solutos disueltos no es igual en ambos lados, habrá un movimiento neto de moléculas de agua hacia dentro o fuera de la célula. Para donde es el movimiento del agua, depende si el medio donde se encuentra la célula es isotónico, hipotónico o hipertónico.
Células en soluciones isotónicas
Cuando dos medios son isotónicos, el total de la concentración molar de los solutos disueltos es el mismo en ambos.
Cuando las células están en una solución isotónica, el movimiento de agua hacia afuera está balanceado con el movimiento de agua hacia adentro
Células en soluciones hipotónicas
Hipotónico viene del griego "hypo," que significa bajo, y "tonos," que significa dilatarse. En una solución hipotónica, el total de la concentración molar de todas las partículas disueltas, es menos que el de otra solución o menos que el de la célula.
Si las concentraciones de solutos disueltos son menos fuera de la célula que dentro, la concentración de agua afuera es correspondientemente más grande. Cuando una célula es expuesta a condiciones hipotónicas, hay un movimiento neto de agua hacia dentro de la célula. Las células sin pared celular se inflan y pueden explotar (lisis). si el exceso de agua no es removido de la célula. Las células con paredes celulares a menudo se benefician de la presión que da rigidez en medios hipotónicos.
Células en soluciones hipertónicas
Hipertónica viene del griego "hyper," que significa sobre y "tonos," que significa expandirse. En una solución hipertónica, la concentración molar total de todas las partículas de soluto disuelto, es más grande que el de la otra solución, o más grande que la concentración en la célula.
Si las concentraciones de solutos disueltos es mayor fuera de la célula, la concentración de agua es correspondientemente menor. Como resultado, el agua dentro de la célula sale para alcanzar el equilibrio, produciendo un encogimiento de la célula. Al perder agua la célula también pierden su habilidad para funcionar o dividirse. Los medios hipertónicos, como la salmuera o jarabes, han sido utilizados desde la antigüedad para preservar la comida, debido a que los microbios que causan la putrefacción, son deshidratados en esos medios hipertónicos y son incapaces de funcionar.
Ósmosis: el movimiento del agua a través de las membranas
Ósmosis (movimiento del agua a través de membranas) depende de la concentración relativa de moléculas de soluto en ambos lados de la membrana.
La presencia o ausencia de las paredes celulares influencia, el cómo las células responden a las fluctuaciones osmóticas del medio.
PRESION
DE VAPOR DE LIQUIDOS
Los liquidos
no volatiles presentan una gran interacción entre soluto y solvente, por lo
tanto su presión de vapor es pequeña, mientras que los liquidos volatiles
tienen interacciones moleculares más debiles, lo que aumenta la presión de
vapor. Si el soluto que se agrega es no volatil, se producirá un descenso de la
presión de vapor, ya que este reduce la capacidad del disolvente a pasar de la
fase líquida a la fase vapor. El grado en que un soluto no volatil disminuye la
presion de vapor es proporcional a su concentración.
Si un soluto
es no volátil la presión de vapor de su disolución es menor que la del
disolvente puro. Así que la relación entre la presión de vapor y presión de
vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución.
Esta relación está dada por la ley de Raoult, que establece que la presión
parcial de un disolvente sobre una disolución está dada por la presión de vapor
deldisolvente puro, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la
disolución.
Ley de Raoult = "A una temperatura constante, el descenso de la presión de vapor es proporcional a la concentración de soluto presente en la dispolución"
Pv = Po X
La Presión de vapor es proporcional a la Presión de vapor en estado puro y su fraccion molar (X)
Las diferencias entre las presiones de vapor se cuantifican segun las siguientes relaciones:
Pv = PoA - PB
PV= P0A XB
P0A- PA = P0A XB
tambien se debe considerar una solución formada por dos componentes A y B:
PA = XA P0A y PB = XB P0B
Ley de Raoult = "A una temperatura constante, el descenso de la presión de vapor es proporcional a la concentración de soluto presente en la dispolución"
Pv = Po X
La Presión de vapor es proporcional a la Presión de vapor en estado puro y su fraccion molar (X)
Las diferencias entre las presiones de vapor se cuantifican segun las siguientes relaciones:
Pv = PoA - PB
PV= P0A XB
P0A- PA = P0A XB
tambien se debe considerar una solución formada por dos componentes A y B:
PA = XA P0A y PB = XB P0B
Una fuerza
motora en los procesos físicos y químicos es el incremento del desorden: a
mayor desorden creado, más favorable es el proceso. La vaporización aumenta el
desorden de un sistema porque las moléculas en el vapor no están tan
cercanamente empacadas y por lo tanto tienen menos orden que las del líquido.
Como en una disolución está mas desordenada que el disolvente puro, la
diferencia en el desorden entre una disolución y un vapor es menor que la que
se da entre un disolvente puro y un vapor. Así las moléculas del líquido tienen
menor tendencia a abandonar el disolvente para transformarse en vapor.
BIBLIOGRAFIA:
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