icon-star icon-cart icon-close icon-heart icon-info icon-pause icon-play icon-podcast icon-question icon-refresh icon-tile icon-users icon-user icon-search icon-lock icon-comment icon-like icon-not-like icon-plus article-placeholder article-plus-notepad article-star man-404 icon-danger icon-checked icon-article-edit icon-pen icon-fb icon-vk icon-tw icon-google
Светлана Шибунская
Окружающий мир

Осмос. Что такое осмос?

  • 15940
  • 10

Осмос. Что такое осмос?

Ч
Чтобы разобраться, что такое осмос, надо представить его значение в окружающем мире.

Вот цветок на окошке, весело и упруго раскинул зелёные листочки, радостно алеет бутон. Красиво! Но забыли мы его полить. Что же случилось? Листочки начинают вянуть, бутон поник. Если мы не польём растение, оно погибнет. Почему же, имея рядом все необходимые вещества, кроме воды, растение не может существовать? И при чём тут осмос?

Всё дело в том, что корни растений впитывают воду и пропускают её внутрь своих клеток, стенки которых являются своеобразной полупроницаемой мембраной. Она позволяет воде с мельчайшими, растворёнными в ней питательными веществами проникать внутрь клеток растений. Фильтрующая способность клеточной мембраны уникальна. Но откуда такая избирательность, и чем она регулируется? Наполненные водой клетки растений становятся упругими, за счёт осмотического давления, растение выпрямляется и радует глаз. Такое движение жидкости через мембрану клетки называется осмосом (от греческого «osmos» – толчок, давление). Что же движет этой жидкостью?

В природе все системы стремятся к достижению равновесия, только тогда они будут устойчивыми и неизменными. Так, если соединить два раствора с разными концентрациями, система мгновенно отреагирует распределением концентрации по всему объёму раствора, а если растворы разделены между собой полупроницаемой перегородкой, мембраной, поры которой могут пропускать лишь молекулы растворителя, но не растворённых частиц, то этот процесс будет идти однонаправлено. То есть вода из раствора с меньшей концентрацией будет проходить в раствор с большей концентрацией, вплоть до выравнивания их численных значений.

По сути дела осмос - это явление, направленное на восстановление равновесия в системе, в данном случае, системе двух растворов с разными концентрациями, разделённых мембраной. Если же система имеет объем, ограниченный полупроницаемой мембраной, то движение жидкости внутрь этого объёма будет определяться как эндоосмос, а процесс движения из сосуда во внешний объём – экзоосмос.

Давление, которое необходимо приложить к более концентрированному раствору для прекращения движения растворителя и установления равновесия называется осмотическим давлением и выражается в атмосферах или в мм. ртутного столба, или в единицах, тождественных миллимолям - миллиосмолях на литр.

Если приложить к концентрированному раствору давление, большее чем равновесное давление, то возникает явление обратного осмоса, то есть явление, при котором растворитель, в частности вода, проходит через стенки полупроницаемой мембраны, а растворённые в ней частицы остаются в растворе. В зависимости от величины пор мембраны, таким образом можно достигнуть требуемой степени очистки питьевой воды. В последнее время мы часто видим рекламные проспекты для получения чистой воды явлением обратного осмоса, причём этим способом можно удалить практически все виды загрязнения, вплоть до радионуклидного.

Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Полупроницаемой мембраной также может быть названа мембрана клетки в живых организмах. Так, если концентрация растворённых веществ в околоклеточной жидкости будет выше чем в клетке, то будет происходить процесс выхода жидкости из клетки и соответственно уменьшение её объёма, так называемая дегидратация клеток. Дегидратация клеток - очень опасное состояние организма, при котором могут возникать психические нарушения, судороги, и даже распад тканевых белков.

Также опасно и состояние, когда внеклеточная жидкость теряет электролиты в результате почечных или иных заболеваний. В этом случае вода из межклеточной жидкости поступает в клетку, вызывая её отёк. Особенно опасен отёк мозга, а в крови возникает опасность гемолитического разрушения эритроцитов. Дело в том, что мембрана живых клеток менее устойчива к разрушению, чем клеточная мембрана растений, и при гипергидратации происходит её разрыв.

В здоровом организме система осморегуляции запускает эндокринные механизмы регулирования электролитного обмена, и благодаря ренин-ангиотензин-альдостероновой системе в околоклеточную жидкость при клеточной гипергидратации, или же в клетку - при гипогидратации, поступают ионы натрия и калия, главным образом, из почек. Осмотическое давление внеклеточной или внутриклеточной жидкости повышается, и происходит возвратное поступление жидкости, до нормализации состояния клетки и выравнивания осмотического равновесия.

В основе дезинтоксикационного и противовоспалительного действия гипертонических, то есть сильно концентрированных растворов, лежит явление осмоса. В частности, при местном применении 3-10% растворов хлорида натрия для лечения воспалённых участков тканей, жизнедеятельность микробных клеток снижается за счёт дегидратации и сморщивания их, а противовоспалительный эффект проявляется в уменьшение отёка гиперемированных тканей.

Фактические величины осмолярности растворов необходимо знать для приготовления кровезаменителей, питательных субстанций для выращивания клеток, для коррекции состояния при обезвоживании. Если учесть, что 1 миллиосмоль (мосм) на литр создаёт давление 19,3 мм ртутного столба (мм рт.ст.), то осмотическое давление крови составляет 285 мосм/л или 5500 мм рт.ст. Растворы одинаковые по осмолярности с биологическими жидкостями называются изотоническими. Мы хорошо знаем значение изотонического раствора хлорида натрия и как лекарственного средства, и как растворителя для многих инъекционных препаратов.

spe
Лариса Попруга

Для меня химия всегда была чем-то очень сложным и непонятным, а Вы так интересно и доступно написали +

deb
Светлана Шибунская

Спасибо Лариса! Всё-таки я химик по специальности, и занималась созданием кровезаменителей, один из исследуемых показателей была осмолярность растворов.

deb
Татьяна Балабан

Светлана, спасибо! Для человека, не имеющего образования химика, весьма доступная информация. Огромный +.

deb
Наталья Реутова

Светлана, спасибо за статью! Когда-то много летназад все это учила, но, конечно, уже забыла - и теперь вот вспомнила! Интересно написано!

Вам необходимо или зарегистрироваться, чтобы оставлять комментарии
выбор читателя

Выбор читателя

16+