Osmose | bevægelse af opløsningsmiddel (flydende) molekyler gennem en membran
Osmose (/ɒzˈmoʊ.sɪs/) er bevægelsen af opløsningsmiddelmolekyler (væske) gennem en membran fra en opløsning til en anden uden en ydre kraft.
Opløsningsmidlet vil bevæge sig til den side, der har en højere koncentration af opløste partikler - og dermed en lavere koncentration af opløsningsmiddel. Dette sker, fordi membranen er selektivt permeabel: opløsningsmidlet kan passere igennem, men det kan opløsningsstoffet ikke. Opløsningsmolekylerne bevæger sig tilfældigt, og derfor bliver koncentrationerne på begge sider mere lige store.
Osmose kan gøres til virkemiddel. Det osmotiske tryk er det ydre tryk, der skal påføres, for at der ikke sker nogen nettobevægelse af opløsningsmiddel gennem membranen. Det osmotiske tryk afhænger af den molære koncentration af opløsningsstoffet.
Osmose er vigtig i biologiske (levende) systemer, da biologiske membraner er semipermeable. Generelt er disse membraner uigennemtrængelige for store molekyler som f.eks. ioner, proteiner og polysaccharider. De er permeable for upolære eller hydrofobiske molekyler som lipider og små molekyler som ilt, kuldioxid, kvælstof og nitrogen og nitrogenoxid. Permeabiliteten afhænger af opløselighed, ladning eller kemi samt størrelsen af opløste stoffer. Vandmolekyler bevæger sig gennem plasmamembranen, vacuolen eller protoplasten ved at diffundere gennem fosfolipid-dobbeltlaget.
Osmose er den vigtigste måde at få vand ind og ud af cellerne på. Cellens turgotryk opretholdes i vid udstrækning af osmose på tværs af cellemembranen mellem cellens indre og omgivelserne.
Processen med osmose over en semi-permeabel membran. De blå prikker repræsenterer partikler, der driver den osmotiske gradient
Dette er et billede fra en tredimensionel computersimulering af osmoseprocessen. Det blå net er uigennemtrængeligt for de større kugler, men de mindre kugler kan komme igennem. Alle kuglerne hopper rundt
Hypotonisk, isotonisk og hypertonisk
Opløsninger kan have mere eller mindre opløst stof pr. enhed opløsningsmiddel. Den med færre kaldes hypotonisk. Når de to opløsninger har samme koncentration, er de isotoniske. Den ene med mere er hypertonisk. Når den hypotone opløsning befinder sig uden for cellen og den hypertone opløsning inden i cellen, bliver cellen hævet og forvredet.
Plantecelle under forskellige miljøer
Virkning af forskellige opløsninger på blodceller
Cellemembraner
Plasmamembranen i en celle er semi-permeabel, hvilket betyder, at den tillader visse molekyler at komme ind eller ud. Den lader små molekyler passere igennem, men blokerer for større molekyler. Membranen har også porte eller gateways, som får visse makromolekyler igennem. Dette er aktiv transport, som bruger energi og er selektiv. Det er den yderste beklædning af dyrecellen, der er lavet af proteiner og lipider. Eksempel: udveksling af gasser som ilt og kuldioxid.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er osmose?
A: Osmose er bevægelsen af opløsningsmiddelmolekyler (væske) gennem en membran fra en opløsning til en anden uden en ydre kraft. Opløsningsmidlet vil bevæge sig til den side med en højere koncentration af opløste stoffer og en lavere koncentration af opløsningsmiddel.
Spørgsmål: Hvordan virker osmose?
Svar: Osmose fungerer, fordi membranen er selektivt permeabel, så opløsningsmidlet kan passere, men ikke opløsningsstoffet. Opløsningsmiddelmolekylerne bevæger sig tilfældigt, og derfor bliver koncentrationerne på begge sider mere lige store. Der kan påføres et osmotisk tryk, så der ikke sker nogen nettobevægelse af opløsningsmiddel gennem membranen.
Spørgsmål: Hvilke faktorer påvirker permeabiliteten i biologiske membraner?
Svar: Permeabiliteten i biologiske membraner afhænger af opløseligheden, ladningen eller kemien samt størrelsen af opløst stof.
Spørgsmål: Hvordan bevæger vandmolekyler sig gennem biologiske membraner?
Svar: Vandmolekyler bevæger sig gennem biologiske membraner ved at diffundere gennem fosfolipid-dobbeltlaget.
Sp: Hvilken rolle spiller osmose i levende systemer?
Svar: I levende systemer giver osmose vand mulighed for at komme ind og ud af cellerne, og den bidrager til at opretholde turgotrykket i cellerne ved at skabe en ligevægt mellem cellens indre og omgivelserne.
Sp: Hvordan påvirker molær koncentration det osmotiske tryk?
A: Det osmotiske tryk afhænger af den molære koncentration af den opløste substans; højere koncentrationer kræver et større eksternt tryk, hvis der ikke skal ske nogen nettobevægelse af opløsningsmiddel gennem membranen.
