Osmoza — na czym polega i gdzie zachodzi

Osmoza to zjawisko obecne w każdej żywej komórce, a zarazem temat, przy którym łatwo pomylić kierunek przepływu. Poniżej mechanizm, przykłady i sposób na zapamiętanie.

Definicja

Osmoza to przenikanie cząsteczek rozpuszczalnika, zwykle wody, przez błonę półprzepuszczalną — z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym stężeniu.

Błona półprzepuszczalna przepuszcza rozpuszczalnik, ale zatrzymuje cząsteczki substancji rozpuszczonej. Skoro nie mogą się przemieścić one, przemieszcza się woda — i tak stężenia dążą do wyrównania.

Jak zapamiętać kierunek

To najczęstsza pomyłka na sprawdzianie. Pomaga proste zdanie: woda idzie tam, gdzie jest więcej soli — czyli do roztworu bardziej stężonego.

Można też myśleć o tym jako o rozcieńczaniu: roztwór stężony „przyciąga” wodę, żeby stać się słabszym, a rozcieńczony ją oddaje. Efektem końcowym jest zbliżenie stężeń po obu stronach.

Trzy rodzaje roztworów

• Hipotoniczny — stężenie niższe niż wewnątrz komórki; woda wnika do komórki, która pęcznieje
• Izotoniczny — stężenie równe; przepływ w obie strony jest jednakowy, objętość się nie zmienia
• Hipertoniczny — stężenie wyższe; woda ucieka z komórki, która się kurczy

Co dzieje się z komórką

Skutki zależą od tego, czy komórka ma ścianę komórkową. Komórka roślinna w roztworze hipotonicznym pęcznieje, ale sztywna ściana zapobiega jej pęknięciu — powstaje turgor, czyli napięcie utrzymujące roślinę w pozycji wyprostowanej. W roztworze hipertonicznym błona odstaje od ściany, co nazywamy plazmolizą.

Komórka zwierzęca nie ma ściany, więc w roztworze hipotonicznym może pęknąć. Dla erytrocytów zjawisko to nosi nazwę hemolizy — dlatego kroplówki podaje się w roztworze izotonicznym, zwanym solą fizjologiczną.

Osmoza w codziennym życiu

• Więdnięcie rośliny przy braku wody to utrata turgoru
• Solenie warzyw wyciąga z nich wodę — stąd ogórki puszczają sok po posypaniu solą
• Konserwowanie solą albo cukrem działa, bo odwadnia komórki bakterii i pleśni
• Pomarszczone palce po długiej kąpieli to częściowo efekt osmozy w naskórku
• Podlewanie zbyt stężonym nawozem może zasuszyć roślinę, mimo że dodajemy płyn

Osmoza a dyfuzja

Oba procesy prowadzą do wyrównania stężeń i oba zachodzą samorzutnie, bez nakładu energii. Różnica dotyczy tego, co się przemieszcza.

W dyfuzji porusza się substancja rozpuszczona — rozchodzi się z miejsca o wyższym stężeniu do miejsca o niższym. W osmozie porusza się rozpuszczalnik, bo substancja nie może przejść przez błonę.

Osmozę można więc traktować jako szczególny przypadek dyfuzji, ograniczony obecnością błony półprzepuszczalnej.