Opløsningsmiddel (fx vand) adskilt fra opløsning (fx sukker i vand) ved en semipermeabel membran. Ved ligevægt er det osmotiske tryk lig med trykket af den ekstra væskesøjle, dvs. proportional med højdeforskellen h. Hvis der med et stempel pålægges opløsningen et yderligere tryk, vil der foregå omvendt osmose, hvor det rene opløsningsmiddel tvinges ud af opløsningen igennem membranen.
Osmose er en diffusion af vand eller et andet opløsningsmiddel gennem en halvgennemtrængelig (semipermeabel) membran.
Mange biologiske membraner og også kunstigt fremstillede membraner har den egenskab, at de tillader passage af nogle stoffer, men ikke af andre. Såfremt en opløsning adskilles fra det rene opløsningsmiddel ved en membran, der er passabel for opløsningsmidlets molekyler (fx vandmolekyler), men ikke for de opløste stoffers molekyler, vil der forekomme osmose.
Menneskets røde blodlegemer er normalt skiveformede med et tyndt midterparti. I en 0,9% opløsning af almindeligt kogsalt (NaCl), som har samme osmotiske koncentration som blod (ca. 300 milliosmolær), bevarer de deres normale form. Ved faldende osmotisk koncentration (i hypoton opløsning) svulmer blodlegemer op og nærmer sig kugleform, inden de brister; ved ca. 100 milliosmolær brister de alle. Ved visse blodsygdomme er blodlegemernes osmotiske følsomhed ændret, således at de lettere brister i hypoton opløsning. Ved højere osmotiske (hypertone) koncentrationer end i blodplasma skrumper røde blodlegemer og antager såkaldt pigæbleform (tv.).
Osmosen sker ved, at molekyler af opløsningsmidlet diffunderer gennem membranen ind i opløsningen for at reducere forskellen i koncentration (af opløsningsmiddel) mellem de to sider af membranen. Derved opstår der et overtryk i opløsningen i forhold til opløsningsmidlet på membranens anden side. Overtrykket modvirker ovennævnte diffusionsproces og fremmer en modsatrettet diffusion. Der kan efterhånden indtræde en dynamisk ligevægtstilstand, hvor der diffunderer lige mange molekyler pr. tidsenhed i begge retninger gennem membranen.
Det overtryk, der hersker i opløsningen i ligevægtstilstanden, kaldes for det osmotiske tryk. Dette kan således defineres som det overtryk, en opløsning skal underkastes for at bringe den i ligevægt med det rene opløsningsmiddel. Størrelsen af det osmotiske tryk afhænger af koncentrationen af opløst stof, og måling af trykket kan omvendt benyttes til bestemmelse af koncentrationen og dermed molekylmassen af det opløste stof. Indeholder en opløsning kolloiddispergerede partikler eller makromolekyler (se kolloider), giver disse også anledning til osmose, og man taler tilsvarende om det kolloid-osmotiske tryk.
Osmose spiller en meget stor rolle i biologiske systemer, idet cellemembraner ofte er passable for vand og andre små, uladede molekyler, mens ioner og store molekyler ikke kan passere. Koncentrationerne i en celles omgivelser er afgørende for, om cellen er i osmotisk ligevægt med sine omgivelser og derfor hverken svulmer op og brister eller skrumper ind (se fysiologisk saltvand).
Hvis der på opløsningens side af den semipermeable membran pålægges et ydre tryk, som er større end det osmotiske tryk, vil opløsningsmidlet tvinges ud af opløsningen. Dette betegnes omvendt osmose, og princippet udnyttes teknisk fx ved rensning af spildevand og ved afsaltning af havvand (se membranfiltrering).
I planter er osmose afgørende for en række processer, som bestemmer fx saftspænding, vækst, stoftransport og luftskifte. I plantens celler er koncentrationen af opløste stoffer højere end i væsken, som omgiver dem. Derfor optager cellerne vand, indtil de trykker så hårdt mod den omgivende, kraftige cellevæg, at de ikke kan udspiles mere, kaldet saftspænding. Vækst af de enkelte celler sker ved, at cellevæggene i en periode gradvis løsnes og strækkes, når vand optages ved osmose.
Planters stoftransport drives primært af osmotiske processer, som resulterer i strømning af både vand og opløste stoffer gennem hele planten. Udveksling af luftarter, især CO2 og vanddamp, reguleres også vha. osmotiske processer, idet saftspændingen i de specialiserede læbeceller bestemmer åbningen af porer i bladenes overflade, spalteåbningerne, som tillader luftarter at passere. Mange planter kan bevæge blomster og blade i løbet af døgnet eller ved berøring, fx mimoser. Dette sker ved, at celler i bladets led optager eller afgiver vand ved osmose.
Kommentarer
Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.