Răspuns pe scurt
La osmoză, apa se deplasează net din soluția mai diluată spre cea mai concentrată, dacă membrana lasă să treacă apa, dar oprește substanța dizolvată. Pentru comparația de mai jos folosim același solut, aceeași temperatură și presiuni inițiale egale.
La osmoză, apa se deplasează net din soluția mai diluată spre cea mai concentrată, dacă membrana lasă să treacă apa, dar oprește substanța dizolvată. Pentru comparația de mai jos folosim același solut, aceeași temperatură și presiuni inițiale egale.
Dacă înveți la biologie transportul prin membrana celulară, o săgeată între două soluții poate părea ușor de ales. Explicația ei cere puțin mai mult: trebuie să urmărești separat apa și substanța dizolvată.
O soluție de zahăr 1%, alta de 5%: încotro trece apa?
Luăm două compartimente, A și B. Membrana dintre ele este permeabilă la apă și impermeabilă la zaharoză. A conține zaharoză 1%, iar B zaharoză 5%. Sunt procente masice: 1 g, respectiv 5 g de zaharoză la 100 g de soluție. Valorile sunt alese pentru exercițiu; nu sunt măsurători dintr-un experiment.
| Compartiment | Concentrație inițială | Ce se întâmplă inițial cu apa |
|---|---|---|
| A | 1% | Pierde apă net |
| B | 5% | Primește apă net |
Săgeata este A → B: apa trece net spre soluția mai concentrată. Zaharoza rămâne pe fiecare parte a membranei. Aceasta este condiția pe care o poți pierde din vedere dacă te uiți doar la procente. Rolul membranei semipermeabile în osmoză este explicat în OpenStax, Biology 2e, secțiunea despre transportul pasiv.
O singură săgeată, deși apa trece în ambele sensuri?
Da. La începutul exemplului, trece mai multă apă din A spre B decât din B spre A. Diferența dintre cele două fluxuri este deplasarea netă, reprezentată de săgeată.
La echilibru, moleculele de apă continuă să traverseze membrana, dar fluxurile se compensează. Dispare deplasarea netă, nu mișcarea moleculelor.
Ajung soluțiile neapărat la aceeași concentrație?
Pe măsură ce B primește apă, soluția din B se diluează. În A se întâmplă invers: se pierde apă, iar zahărul rămâne, deci concentrația crește. Dacă vrei să urmărești schimbarea unei concentrații masice, vezi și cum se calculează diluarea unei soluții.
Totuși, cele două procente inițiale nu spun câte grame de apă vor trece. Îți trebuie și alte date despre sistem. Nici egalizarea concentrațiilor nu este garantată: o diferență de presiune între compartimente poate echilibra efectul osmotic și poate opri fluxul net înainte de egalizare. OpenStax descrie această situație în secțiunea despre osmoză.
De ce am păstrat același zahăr în ambele părți?
Efectul osmotic depinde de concentrația particulelor dizolvate și de ce poate traversa membrana. Procente masice egale din substanțe diferite nu garantează același efect. De exemplu, sarea dizolvată se desface în ioni, după cum explică OpenStax în secțiunea despre echilibrul osmotic.
Într-un enunț nou, citește așadar ce substanță este dizolvată și dacă membrana o lasă să treacă. Abia apoi compară valorile.
Ce înseamnă hipoton, hiperton și izoton pentru o celulă?
Aici compari mediul din exterior cu interiorul celulei. Termenii descriu efectul soluției asupra volumului celular. În modelul simplificat de mai jos, comparația privește concentrația particulelor care nu traversează membrana, la aceeași temperatură și presiuni inițiale egale.
| Concentrația acestor particule în exterior față de interior | Mediul exterior | Sens net inițial al apei |
|---|---|---|
| Mai mică | Hipoton | Spre interiorul celulei |
| Mai mare | Hiperton | Spre exteriorul celulei |
| Egală, fără diferență osmotică efectivă | Izoton | Fără deplasare netă |
O celulă animală poate pierde apă și se poate micșora într-un mediu hiperton; într-unul hipoton, poate primi apă și se poate umfla. Aceste comparații sunt explicate în OpenStax, Anatomy and Physiology 2e, secțiunea despre membrana celulară.
Nu poți numi o soluție „hipertonă” doar pentru că pe etichetă scrie 5%. Întrebarea este: față de ce celulă sau de ce altă soluție?
Verifică-te cu alte două concentrații
Compartimentul C conține zaharoză 4%, iar D zaharoză 2%, procente masice. Temperatura este aceeași, presiunile inițiale sunt egale, iar membrana lasă să treacă apa, dar nu zaharoza. În ce sens se deplasează net apa la început?
Răspunsul este D → C, din soluția mai diluată spre cea mai concentrată în același solut. Acoperă acum explicația și încearcă o verificare fără caiet: spune de ce zahărul rămâne pe loc și ce condiții ai folosit ca să alegi săgeata.