Osmotische druk en toniciteit

Osmotische druk en toniciteit zijn vaak verwarrend voor mensen. Beide zijn wetenschappelijke termen die betrekking hebben op druk. Osmotische druk is de druk van een oplossing tegen een semipermeabel membraan om te voorkomen dat water naar binnen stroomt over het membraan. Tonicity is de maat voor deze druk. Als de concentratie van opgeloste stoffen aan beide zijden van het membraan gelijk is, dan is er geen neiging voor water om over het membraan te bewegen en geen osmotische druk. De oplossingen zijn isotoon ten opzichte van elkaar. Meestal is er een hogere concentratie van opgeloste stoffen aan de ene kant van het membraan dan de andere. Als u onduidelijk bent over osmotische druk en toniciteit, kan dat zijn omdat u niet zeker weet hoe verschil tussen diffusie en osmose.

Verspreiding is de beweging van deeltjes van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie. Als u bijvoorbeeld suiker aan water toevoegt, verspreidt de suiker zich door het water totdat de suikerconcentratie in het water constant is in de hele oplossing. Een ander voorbeeld van diffusie is hoe de geur van parfum zich door een kamer verspreidt.

Gedurende osmose, net als bij diffusie, hebben deeltjes de neiging om door de oplossing heen dezelfde concentratie te zoeken. De deeltjes kunnen echter te groot zijn om een ​​semipermeabel membraan te doorkruisen dat gebieden van een oplossing scheidt, zodat water over het membraan beweegt. Als je een suikeroplossing hebt aan de ene kant van een semipermeabel membraan en zuiver water aan de andere kant van de membraan, zal er altijd druk op de waterzijde van het membraan zijn om te proberen de suiker te verdunnen oplossing. Betekent dit dat al het water in de suikeroplossing stroomt? Waarschijnlijk niet, omdat de vloeistof mogelijk druk uitoefent op het membraan, waardoor de druk gelijk wordt.

Als u bijvoorbeeld een cel in zoet water legt, stroomt het water de cel in, waardoor deze opzwelt. Zal al het water de cel in stromen? Nee. Ofwel zal de cel scheuren, ofwel zal hij opzwellen tot een punt waar de druk die op het membraan wordt uitgeoefend, groter is dan de druk van het water dat de cel probeert binnen te dringen.

Natuurlijk klein ionen en moleculen kan mogelijk een semi-permeabel membraan passeren, dus opgeloste stoffen zoals kleine ionen (Na⁺Cl^-) gedragen zich net zoals ze zouden doen als er eenvoudige diffusie zou plaatsvinden.

De toniciteit van oplossingen ten opzichte van elkaar kan worden uitgedrukt als hypertoon, isotoon of hypotoon. Het effect van verschillende externe concentraties van opgeloste stoffen op rode bloedcellen is een goed voorbeeld van een hypertone, isotone en hypotone oplossing.

Wanneer de osmotische druk van de oplossing buiten de bloedcellen hoger is dan de osmotische druk binnen de rode bloedcellen, is de oplossing hypertoon. Het water in de bloedcellen verlaat de cellen in een poging de osmotische druk te compenseren, waardoor de cellen krimpen of creëren.

Als de osmotische druk buiten de rode bloedcellen gelijk is aan de druk in de cellen, is de oplossing isotoon met betrekking tot het cytoplasma. Dit is de gebruikelijke toestand van rode bloedcellen in plasma.

Wanneer de oplossing buiten de rode bloedcellen een lagere osmotische druk heeft dan de cytoplasma van de rode bloedcellen, de oplossing is hypotoon met betrekking tot de cellen. De cellen nemen water op in een poging de osmotische druk te egaliseren, waardoor ze opzwellen en mogelijk barsten.