Osmoza
Osmoza jest losowym, ale kierunkowym ruchem cząsteczek wody z miejsca, gdzie jest ich wiele, do miejsca, gdzie jest ich niedostatek. Łyżeczka soli znika w szklance wody, ponieważ poszczególne cząsteczki soli posiadają ładunki elektryczne, które przyciągają cząsteczki wody. Cząsteczki wody otaczają i oddzielają cząstki soli, odrywając je od siebie, dlatego sól znika z pola widzenia. Fakt, że woda przyciąga cząsteczki naładowane elektrycznie, jest istotną cechą, która wyjaśnia, dlaczego zjawisko osmozy jest tak istotne u wszystkich organizmów żywych.
Molekuły wody mogą się przemieszczać
Rozproszenie jest losowym, ale kierunkowym ruchem molekuł w dół ich gradientu stężenia. Oznacza to, że cząsteczki lubią mieć wokół siebie przestrzeń, więc będą oddalać się od miejsc, w których są zatłoczone przez ten sam typ cząsteczek. Osmoza jest szczególnym przypadkiem dyfuzji, ponieważ woda porusza się nie tylko dlatego, że potrzebuje więcej miejsca, ale wędruje do miejsc, które samoistnie przyciągają cząsteczki. Osmoza to ruch „wolnych” cząsteczek wody, czyli tych, które nie są „zajęte” otoczeniem oraz izolowaniem molekuł soli.
Ciśnienie turgoru w komórkach roślinnych
Komórki roślinne celowo wykorzystują osmozę do zmiany kształtu swoich komórek. Komórka roślinna jest otoczona przez ścianę komórki, która jest zaporą, dającą jej kształt i podparcie konstrukcyjne. Ściana komórkowa jest sztywna, zapobiega pękaniu komórki, dzięki czemu komórka pęcznieje przed przyjmowaniem większej ilości wody. Jeśli roślina chce się usztywnić, pompuje więcej soli do komórek, które będą gromadzić wodę dzięki zjawisku osmozy. Obrzęk komórek sprawia, że roślina jest stała i wyprostowana.
Utrzymanie wody w nerkach
Kontrola osmozy jest jednym ze sposobów, w jaki organizm zatrzymuje wodę. Kiedy ludzkie ciało ma deficyt wody, mózg wysyła sygnał do nerek, aby zatrzymać więcej wody, koncentrując się na moczu. Mózg uwalnia hormon zwany hormonem antydiuretycznym (ADH), który płynie w krwiobiegu do nerek. Nerki zawierają wiele rurek zwanych kanałami zbierającymi. Kanały zbierające są zwykle nieprzepuszczalne dla wody, co oznacza, że woda znajduje się w kanale zbierającym, a następnie jest transportowana do pęcherza moczowego. Ponadto ADH powoduje, że ściany kanałów zbierających otwierają kanały wodne. Pozwala to wodzie, która w końcu stanie się moczem, na wypłynięcie z kanału zbierającego i powrót do krwiobiegu.
Przykłady osmozy:
1) Komórki zwierzęce
Jest to zdecydowanie najpopularniejszy przykład osmozy, pojawiający się w każdym podręczniku chemii. Ten przykład komórek zwierzęcych obejmuje sól i wodę. Nasze komórki mają membrany półprzepuszczalne, które nie pozwalają cząstkom soli przepływać do wewnątrz i na zewnątrz. Dlatego, gdy jesteśmy odwodnieni i pijemy dużo wody, osiągamy równowagę w naszych komórkach, napełniając je wodą.
2) Nasiąkanie
Możesz zanurzyć dużą ilość rzeczy w wodzie, aby dosłownie obserwować osmozę zachodzącą przed Twoimi oczami. Suszone owoce i warzywa są świetnym przykładem. Woda niełatwo przepływa przez puste przestrzenie wewnątrz owocu. Płyn dosłownie przechodzi przez ściany komórkowe, ponownie je nawilżając. Przykładowo rodzynka będzie miała znaczne stężenie cukrów i wody (nie mylić stężenia z ilością, jednak niewielką ilość wody, aczkolwiek silnie skoncentrowaną). W ten sposób woda płynie z punktu o małym stężeniu (kubek lub miska wody) do obiektu o wysokim stężeniu (rodzynka). W ten sposób osiąga się równowagę.
3) Ciśnienie korzenia
Mówiliśmy powyżej o komórkach zwierzęcych, jednak komórki roślinne działają w analogiczny sposób. Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak korzenie generują „ciśnienie”, aby wycofać wodę i składniki odżywcze z gleby – właśnie dzięki zjawisku osmozy. Osiąga się to przez przyciąganie polarnych składników odżywczych w glebie do komórek korzeniowych.
4) Cholera
Osmoza pozwala również na zjawiska niepożądane. Cholera nie byłaby możliwa bez osmozy. Bakterie choleryczne zbierają się w jelitach i zaczynają odwracać orientację jonową ich komórek. Innymi słowy, zmienia się układ jonów, woda zaś jest transportowana w jelitach. Co to oznacza?
Oznacza to, że choroba dokonuje perfekcyjnego zamachu stanu. Gdy orientacja jonów jest zachwiana, komórki jelitowe nie są w stanie pochłaniać wody w organizmie. Osmoza zachodzi w przeciwnym kierunku i woda przemieszcza się z komórek jelita do jelit. Skutkiem tego jest śmiertelnie wodnista biegunka. W efekcie organizm nie absorbuje wody, doprowadzając do swoistego wysuszenia. Dlatego też cholera zabija w błyskawicznym tempie, nieważne ile płynów spożył zarażony.
Wodny kryzys
Powinieneś być świadomy, że możemy użyć zjawiska odwróconej osmozy do desalinacji wody słonej (tj. Oceanów). Aby to osiągnąć, musimy zastosować bardzo wysokie ciśnienie, aby przepuścić wodę przez półprzepuszczalną membranę. Wymaga to dużego nacisku, ponieważ sól rozpuszczając się w wodzie, tworzy niezwykle silne wiązanie. Niestety, wymaga to również olbrzymiej ilości energii i jest zbyt drogie, by było możliwe na szerszą skalę. Postęp technologiczny jest jednak na tyle zauważalny, że prawdopodobnie koszty procesu odwróconej osmozy ulegną zmniejszeniu. Oby…
Profesor Sergiej Batieczko mówi nam niemal przy każdej okazji: „Macie pić wodę! Nie wodę z sokiem, tylko wodę! Nie kawę ani herbatę. Wszystkie napoje oprócz czystej wody, to jest jedzenie a nie picie”.
Nowy atrybut marketingowy COLWAY – niezwykła butelka EQUA ze szkła borokrzemowego bardzo pomaga w nabieraniu dobrych nawyków picia wody. Co więcej ta butelka zmienia smak wody. Kto nie wierzy, niech spróbuje!
Izabela Malitka
