Osmotisk tryk er

OSMOTISK TRYK - tryk på en opløsning adskilt fra et rent opløsningsmiddel af en semipermeabel membran, når osmose stopper, dvs. overgangen af ​​opløsningsmiddelmolekyler til en opløsning gennem en semipermeabel membran, der adskiller dem eller en overgang af opløsningsmiddelmolekyler gennem en semipermeabel membran fra en opløsning mindre koncentreret til en opløsning mere koncentreret. Semipermeable membraner er naturlige eller kunstige film, der kun er permeable til opløsningsmiddelmolekyler (fx vand) og ikke gennemtrængelige for et opløst molekyle. Osmose og O. d. Spill en stor rolle i at opretholde koncentrationen af ​​stoffer opløst i legemsvæsker på et bestemt fysiologisk nødvendigt niveau og dermed i fordelingen af ​​vand mellem væv og celler. Når man studerer isolerede celler og væv, er det vigtigt, at det kunstige kulturmedium er isotonisk med det naturlige miljø. Med indførelsen af ​​forskellige slags væsker ind i kroppen er de mindste forstyrrelser forårsaget af opløsninger med O. of., Equal til O. af væskerne i kroppen.

O.s måling. (Osmometri) finder bred anvendelse til definition af en mole. vægte (masser) af biologisk aktive højmolekylære stoffer, såsom proteiner, kulhydrater, nukleinsyrer osv. Måling af størrelsen af ​​optisk oxygen skal foretages ved hjælp af instrumenter kaldet osmometre (fig.). Antallet af vandmolekyler, der kolliderer fra vandsiden med en semipermeabel membran dannet af ferro-synergistisk kobber, er større end antallet af vandmolekyler, der kolliderer med denne membran fra p-ra-siden, fordi koncentrationen af ​​vandmolekyler i p-re er lavere end i rent vand. Som resultat heraf forekommer osmose, og der forekommer et overdrevent hydrostatisk tryk på opløsningen, under hvilken virkningen af ​​overgangen af ​​vandmolekyler gennem membranen til rent vand stiger. Hvis overtrykket på opløsningen når en værdi svarende til O. D. af opløsningen, bliver antallet af vandmolekyler, som passerer gennem membranen i begge retninger, det samme, osmosen stopper og mellem opløsningen og opløsningsmidlet placeret på begge sider af den semipermeable membran, osmotisk ligevægt er etableret. Således opstår osmotisk tryk kun i tilfælde, når opløsningen og opløsningsmidlet adskilles fra hinanden af ​​en semipermeabel membran.

A. De isolerede celler eller væv måles lettere ved plasmolyse. For at gøre dette placeres de objekter, der er under undersøgelse, i løsninger med forskellige koncentrationer af et stof, i forhold til hvilken cellemembranen er uigennemtrængelig. Opløsninger med O. d. Højere end O. d. Celleindhold (hypertoniske opløsninger) forårsager rynkning af cellerne - plasmolyse på grund af overførsel af vand fra cellen til rr. Opløsninger med O. af. Lavere end O. af. Indhold af celler (hypotoniske opløsninger) forårsager stigning i volumen af ​​celler som følge af overgang af vand fra opløsning til en celle. Opløsninger med O. of., Equal to O. of. Af indholdet af celler (isotoniske opløsninger) må ikke forårsage ændring af volumen af ​​celler. At kende koncentrationen af ​​en sådan p-ra, beregne den O. d. det samme vil være værdien af ​​O. og indholdet af cellerne. En vigtig faktor, der bestemmer passagen af ​​vand gennem cellemembranen, især i den indledende fase af processen, kan være membranpotentialer, som forårsager elektroosmotisk bevægelse af vand gennem cellevæggen, såkaldt. unormal osmose (se elektroosmos). I sådanne tilfælde er O.-måling ved anvendelse af plasmolysemetoden unøjagtig.

O.s definition af d-opløsninger indeholdende lavmolekylære stoffer, hvor det er vanskeligt at fremstille en impermeabel membran, fremstilles ved indirekte metoder, sædvanligvis ved at måle faldet i frysepunktet af opløsningen (se kryometri).

J. van't Hoff viste at O. d. Fortyndede opløsninger af ikke-elektrolytter overholder de love, der er fastsat for trykket af gasser (se), og kan beregnes ved en ligning svarende til Clapeyron-Mendeleev-ligningen for gasser:

hvor π er det osmotiske tryk, v er volumenet af opløsningen i l, n er antallet af mol af det opløste ikke-elektrolyt, T er temperaturen i absolut skala, R er en konstant, den numeriske værdi er den samme som for gasser (R for gasser svarende til 82,05 * 10-3 l-atm / deg-mol).

Ovennævnte ligning er et matematisk udtryk for Van't Hoff-loven: O. d. Fortyndet p-ra er lig med tryk, hvilket ville frembringe et opløst stof, der er i gasform og optager et volumen svarende til p-ra-volumenet ved den samme temperatur. Indtastning af den molære koncentration i ligningen - с = n v, vi får π = c * RT.

O. D. af elektrolytopløsning er større end O. D. af ikke-elektrolytopløsning med den samme molære koncentration. Dette forklares ved dissociationen af ​​elektrolytmolekyler i p-reen i ioner, hvilket resulterer i, at koncentrationen af ​​kinetisk aktive partikler forøges, værdien af ​​O.d.

Tallet i, som viser hvor mange gange O.d. (de) af en opløsning af elektrolyt er større end O.

Den numeriske værdi af jeg afhænger af elektrolyttens art og dens koncentration i p-re. For svage elektrolytter kan værdien af ​​jeg beregnes med formlen:

hvor a er graden af ​​dissociation af elektrolytten, og N er antallet af ioner, i hvilke et molekyle elektrolyt bryder sammen. For fortyndede opløsninger af stærke elektrolytter kan jeg tages imod N.

Det følger af ovenstående, at O. d. Af opløsningen af ​​elektrolyt kan beregnes ved ligningen:

hvor c er den molære koncentration.

Hvis p-re, ud over lavmolekylære opløste stoffer, indeholder højmolekylære stoffer (kolloider), kaldes O. d. På grund af højmolekylære stoffer på forslag af H. Schade, onkotisk eller kolloid-osmotisk tryk.

Den generelle O. af. Menneskeblodplasma er normalt lig med 7,6 atm, det onkotiske tryk, der hovedsagelig skyldes plasmaproteiner, er kun 0,03-0,04 atm. Onkotisk tryk, på trods af den lille værdi sammenlignet med den generelle O. d. Af blodplasma spiller en stor rolle i fordelingen af ​​vand mellem blod og væv i kroppen.

Mange biopolymerer, for eksempel proteiner, nukleinsyrer etc., som er polyelektrolytter, når de dissocieres i en p-re, danner multiplicerede ladede ioner (polyioner) af en stor mol. vægte (masser), for hvilke osmometermembranen er uigennemtrængelig, og almindelige små ioner, der passerer gennem en semipermeabel membran. Hvis p-re-fyldningen af ​​osmometret indeholder en polyelektrolyt, er de ioner med lav molekylvægt, der diffunderer gennem membranen, ujævnt fordelt på begge sider af membranen (se Membran Equilibrium). Det overskydende hydrostatiske tryk, der observeres i osmometret, vil være πB = πB + π1 - π2, hvor πB - O. д på grund af biopolymer og π1 og π2 - О.д. Af en lavmolekylær elektrolyt placeret i en osmotisk celle og i en ekstern p- re tilsvarende. Ved måling af O.-broer af biopolymerer er det nødvendigt at tage højde for muligheden for ujævn fordeling af lavmolekylære elektrolytter på begge sider af den halvgennemtrængelige osmometermembran eller til at foretage målinger med et tilstrækkeligt overskud af elektrolyt med lav molekylær masse, der er specielt indført i biopolymerens bp. I dette tilfælde fordeles elektrolyten med lav molekylvægt næsten ensartet på begge sider af den semipermeable membran, med = π1 = π2 og πБ = πN.

osmoregulering

Kombinationen af ​​mekanismer, der sikrer vedligeholdelsen af ​​O. i kroppens væsker på det optimale niveau for metabolisme, kaldes osmoregulering. Indhentning af information fra receptorzoner om forandringen i O. blodfarve, q. n. a. indeholder en række mekanismer, der returnerer systemet til den optimale tilstand for organismen. Inddragelse sker på to måder: nervøs og humoristisk. Afvigelsen af ​​O.'s størrelse fra et optimalt niveau er indfanget i en organisme af osmoreceptorer (se), blandt to-rykh er det centrale sted besat de centrale osmoreceptorer placeret i supraoptichesky og paraventrikulære kerne af en hypothalamus (se).

Celler af hypotalamus supraoptiske kerne er i stand til at udskille antidiuretisk hormon (ADH), langs axonerne af disse celler bevæger den sig til neurohypophysis, hvor det akkumuleres og frigives til den generelle cirkulation (se Vasopressin). ADH påvirker reabsorptionen af ​​vand i den distale nefron og kan forårsage en indsnævring af det vaskulære lumen. Berørte signaler, der regulerer sekretionen af ​​ADH, indtaster hypothalamus fra de volumetreceptorer (volumoreceptorer) i venstre atrium, fra receptoren af ​​aortabuen, fra osmoreceptorerne af den indre halspulsårer, fra barotidreceptorerne og karotid-sinus-kemoreceptorerne. Forøgelsen i O. af det ekstracellulære væske forårsager en forøgelse i sekretionen af ​​ADH både ved det osmotiske tryk i sig selv og ved at reducere volumenet af ekstracellulært fluidum under dehydrering af kroppen. Altså er tildelingen af ​​ADH påvirket af to alarmsystemer: en alarm fra osmoreceptorer og en alarm fra baroreceptorer og volumenreceptorer. Imidlertid er hovedlinket til regulering af udskillelsen af ​​ADH ikke desto mindre O. e. Af blodplasmaet, som virker på hypothalamusens osmoreceptorer.

En særlig rolle i opretholdelsen af ​​fiziol. O. værdier d. Tilhører natriumioner (se). Dehydrering sker netop i forbindelse med ændringen i indholdet af Na + ioner. Når dehydreret på grund af ændringer i indholdet af Na + -ioner registreres et fald i volumenet af arterielt blod og intercellulært væske ved hjælp af volumenreceptorer, impulser fra ryge langs nerveveje når de dele af c. n. landsbyen, der regulerer frigivelse af et af mineralocorticoidhormoner - aldosteron (se), to-ry øger natriumreabsorptionen. Central regulering af aldosteronsekretion udføres af den hypothalamusproducerende adrenocorticotropinfrigivelsesfaktor (ACTH-frigivelsesfaktor), som regulerer sekretionen af ​​adrenocorticotropisk hormon (ACTH) dannet af den forreste hypofyse (se adrenocorticotropisk hormon). Der er en opfattelse, at der sammen med effekten af ​​ACTH på sekretion af aldosteron er et særligt center til regulering af udskillelsen af ​​aldosteron i midterhjernen. Her kommer afferent impulser ind, når mængden af ​​intercellulær væske falder som følge af ændringer i indholdet af natriumioner. Cellerne i aldosteronsekretionsreguleringscentret i midterbenet kan neurosekretion - det resulterende hormon går ind i epifysen, hvor det akkumuleres og frigives derfra ind i blodet. Dette hormon hedder adrenoglomerotropina (AGTG).

Sekretionen af ​​ADH og aldosteron kan også reguleres af angiotensin (se), tilsyneladende ved dets virkning på bestemte receptorer af de hypotalamiske neuroner. Renin-angiotensinsystemet i nyrerne kan virke som en volumenreceptorzone, der reagerer på en ændring i renal blodgennemstrømning.

Urinering (se Diuresis), transkapillær udveksling af væske og ioner (se vandsaltmetabolisme), sved (se), frigivelse af væske gennem lungerne (350-400 tabt med udåndet luft pr. Dag påvirker også normaliseringen af ​​den modificerede O. ml vand) og frigivelse af væske gennem gik. - kish. (100-200 ml vand går tabt med afføring).

Selve blodet har evnen til at normalisere O. Det kan udføre rollen som osmotisk buffer i alle mulige skift både mod osmotisk hypertension og hypotension. Tilsyneladende er denne funktion af blodet for det første forbundet med omfordeling af ioner mellem plasma og røde blodlegemer, og for det andet med plasmaproteinernes evne til at binde eller frigive ioner.

Ved nedsættelse af en organismeres vandressourcer eller forstyrrelse af et normalt forhold mellem vand og mineralsalte (hl. Obr. Sodium chloride) er der tørst (se), tilfredshed med et snit hjælper med at støtte fiziol.

niveau af vandbalance og elektrolytbalance i kroppen (se homeostasis).

Bibliografi: NV Bladergren Fysisk kemi inden for medicin og biologi, trans. med ham. 102 et al., M., 1951; RG Wagner. Definition af osmotisk tryk i bogen: Fizich. metoder til organisk kemi, ed. A. Weisberger, trans. fra engelsk, t. 1, s. 270, M., 1950, bibliogr.; Ginetsinsky A. G. Fysiologiske mekanismer af vand-saltbalance, M.-JI., 1963; Gubanov N. I. og Utepbergenov A. A. Medical Biophysics, s. 149, M., 1978; H a-t om h og N. Yu. V. Ion-regulerende funktion af en nyre, D., 1976; S tp og e-va X. K. Extrarenale mekanismer for osmoregulering, Alma-Ata, 1971, bibliogr.; Williams V. og Williams X. Fysisk kemi for biologer, trans. fra engelsk, med. 146, M., 1976; Nyrens fysiologi, ed. Yu. V. Natochina, JI., 1972; Andersson B. Regulering af vandindtag, Physiol. Rev., v. 58, s. 582, 1978, bibliogr.

V.P. Mishin; S. A. Osipovsky (Phys.).

Medical encyclopedia - osmotisk tryk

Beslægtede ordbøger

Osmotisk tryk

Osmotisk tryk - tryk på en opløsning adskilt fra et rent opløsningsmiddel med en membran, der kun er permeabel til opløsningsmiddelmolekyler (semipermeabel membran), hvor osmose stopper. Osmose henviser til spontan penetration (diffusion) af opløsningsmiddelmolekyler gennem en semipermeabel membran i en opløsning eller fra en opløsning med en lavere koncentration til en opløsning med en højere koncentration.

Osmotisk tryk måles med osmometre. Ordningen med det enkleste osmometer er vist i figuren.

Osmometer kredsløb: 1 - vand; 2 - cellofanpose (semipermeabel); 3-opløsning; 4 - glasrør h - væskesøjlens højde (et mål for osmotisk tryk).

Film fra cellofan, collodion, etc. anvendes som semipermeable membraner.

Det osmotiske tryk af fortyndede opløsninger af ikke-elektrolytter ved en konstant temperatur er proportional med opløsningens molære koncentration og ved en konstant koncentration til den absolutte temperatur. Løsninger med lige osmotisk tryk kaldes isotonisk. En opløsning med et højt osmotisk tryk kaldes hypertonisk, og med en mindre kaldes det hypotonisk.

Osmose og osmotisk tryk spiller en stor rolle i udveksling af vand mellem celler og deres omgivelser. Osmotisk tryk af en persons blod er normalt i gennemsnit 7,7 atm og bestemmes af den samlede koncentration af alle stoffer opløst i plasma. En del af det osmotiske tryk i blod, bestemt ved koncentrationen af ​​plasmaproteiner og lig med normen på 0,03-0,04 atm, kaldes onkotisk tryk. Onkotisk tryk spiller en vigtig rolle i fordelingen af ​​vand mellem blod og lymfe.

Se også dialyse, isotoniske løsninger. Elektrolytter.

Osmotisk tryk er det ydre tryk på opløsningen, adskilt fra det rene opløsningsmiddel med en semipermeabel membran, hvor osmose stopper. Osmose henviser til den ensidige diffusion af et opløsningsmiddel i en opløsning gennem en semipermeabel membran, der adskiller dem (pergament, dyreblære, collodionsfilm, cellofan). Sådanne membraner er permeable for opløsningsmidler, men tillader ikke opløste stoffer at passere igennem. Osmose observeres også, når en halvpermeabel membran adskiller to opløsninger med forskellige koncentrationer, mens opløsningsmidlet bevæger sig gennem membranen fra en mindre koncentreret opløsning til en mere koncentreret opløsning. Størrelsen af ​​opløsningens osmotiske tryk bestemmes ved koncentrationen af ​​kinetisk aktive partikler (molekyler, ioner, kolloide partikler) i den.

O. måling skal udføres ved brug af instrumenter kaldet osmometre. Ordningen med det enkleste osmometer er vist i fig. Beholderen 1 fyldt med testopløsningen, hvis bund er en semipermeabel membran, nedsænkes i beholderen 2 med et rent opløsningsmiddel. På grund af osmose vil opløsningsmidlet passere ind i beholderen 1, indtil det overdrevne hydrostatiske tryk målt ved hjælp af en kolonne med væske med højde h når værdien, idet osmosen stoppes. I dette tilfælde etableres en osmotisk ligevægt mellem opløsningen og opløsningsmidlet, der er kendetegnet ved ligeværdigheden af ​​opløsningsmiddelmolekylernes hastighed gennem den semipermeable membran i opløsningen og opløsningsmolekylerne i opløsningsmidlet. Det overskydende hydrostatiske tryk i en væskekolonne med højde h er et mål på O. af opløsningen. O. definition. Opløsninger fremstilles ofte ved en indirekte metode, f.eks. Ved at måle sænkning af frysepunktet af opløsninger (se kryometri). Denne metode anvendes meget til at bestemme O. blodgennemstrømning, blodplasma, lymfe, urin.

Osmotisk tryk af isolerede celler måles ved plasmolyse. Til dette formål placeres de undersøgte celler i opløsninger med forskellige koncentrationer af ethvert opløst stof, for hvilket cellevæggen er uigennemtrængelig. Opløsninger med O. d. Større end O. d. Celleindhold (hypertoniske opløsninger), forårsager rynkning af cellerne (plasmolyse) på grund af frigivelse af vand fra cellen, opløsninger

med O. under C-indholdet (hypotoniske opløsninger), forårsager hævelse af celler som følge af overgang af vand fra opløsninger til en celle. Opløsning med O. of., Equal to O. of. Af indholdet af celler - isotonisk (se Isotoniske opløsninger), ændrer ikke volumenet af en celle. At kende koncentrationen af ​​en sådan opløsning beregnes O. af celleindholdet ved ligning (1).

O. d. Fortyndede opløsninger af ikke-elektrolytter følger lovene fastsat for gastryk og kan beregnes ved brug af van't Hoff ligningen:

hvor n er det osmotiske tryk, s er opløsningskoncentrationen (i mol pr. 1 liter af opløsningen), T er temperaturen i absolut skala, R er konstant (0,08205 l · atm / deg · mol).

O. d. Elektrolytopløsning er større end O. d. Ikke-elektrolytopløsning med den samme molære koncentration. Dette skyldes dissocieringen af ​​molekylerne i den opløste elektrolyt i ioner, som følge heraf øges koncentrationen af ​​kinetisk aktive partikler i opløsningen. O. d. Ved fortyndede elektrolytløsninger beregnes ved ligningen:

hvor jeg er den isotoniske koefficient, der viser hvor mange gange O. af elektrolytopløsningen er større end O. af ikke-elektrolytopløsningen med den samme molære koncentration.

Den generelle O. af humant blod er normalt lig med 7 - 8 atm. Den del O. af blodet, der er forårsaget af højmolekylære stoffer indeholdt i det (hovedsageligt plasmaproteiner) kaldes onkotisk eller kolloid-osmotisk blodtryk, som normalt svarer til 0,03-0,04 atm. På trods af sin lille værdi spiller onkotisk tryk en vigtig rolle i reguleringen af ​​vandudveksling mellem kredsløbssystemet og væv. O.s måling bør anvendes i vid udstrækning til at bestemme molekylvægten af ​​biologisk vigtige højmolekylære stoffer, såsom proteiner. Osmose og osmotisk tryk spiller en vigtig rolle i osmoreguleringsprocesserne, dvs. opretholdelse af den osmotiske koncentration af opløste stoffer i legemsvæsker på et bestemt niveau. Med indførelsen af ​​forskellige slags væsker ind i blodet og ind i det ekstracellulære rum er isotoniske opløsninger, dvs. opløsninger, hvoraf O er lig med O. af legemsvæsken, den mindste forstyrrelse i kroppen. Se også Permeabilitet.

Osmotisk tryk hos mennesker

Osmotisk blodtryk er et tryk, der fremmer penetrering af et vandigt opløsningsmiddel gennem en semipermeabel membran mod en mere koncentreret sammensætning.

På grund af dette forekommer vandudveksling mellem væv og blod i menneskekroppen. Det kan måles ved hjælp af et osmometer eller cryoskopisk.

Hvad bestemmer den osmotiske værdi

Denne indikator påvirkes af antallet af elektrolytter og ikke-elektrolytter opløst i blodplasma. Mindst 60% er ioniseret natriumchlorid. Løsninger, hvis osmotiske tryk nærmer sig plasmadrykket kaldes isotonisk.

Hvis denne værdi reduceres, kaldes denne sammensætning hypotonisk, og i tilfælde af dens overskud - hypertonisk.

Ved ændring af det normale niveau af opløsningen i cellernes væv er beskadiget. For at normalisere fluidets tilstand kan indføres udefra, og sammensætningen afhænger af sygdommens art:

• Hypertonisk opløsning fremmer fjernelse af vand i karrene.
• Hvis trykket er normalt, fortyndes stofferne i en isotonisk opløsning, normalt natriumchlorid.
• Hypotonisk koncentreret opløsning kan føre til cellebrud. Vand, der trænger ind i blodlegemet, fylder hurtigt det. Men med den rigtige dosering hjælper det med at rense sårene fra pus, for at reducere allergisk ødem.

Nyrerne og svedkirtlerne sikrer, at indikatoren er uændret. De skaber en beskyttende barriere, der forhindrer indflydelsen af ​​metaboliske produkter på kroppen.

Derfor har osmotisk tryk hos mennesker næsten altid en konstant værdi, et skarpt spring kan kun ske efter intens fysisk anstrengelse. Men selve kroppen normaliserer stadig denne figur.

Hvordan påvirker fødeindholdet

Korrekt ernæring - sundhedsgaranti for hele kroppen. Ændringen i tryk forekommer i tilfælde af:

• Forbruger store mængder salt. Dette fører til aflejring af natrium, som følge af, at væggene i blodkarene bliver tætte, reducerer clearance. I denne tilstand kan kroppen ikke klare fjernelsen af ​​væske, hvilket fører til en stigning i blodcirkulationen og højt blodtryk, udseende af ødem.
• Utilstrækkeligt væskeindtag. Når kroppen ikke har nok vand, forstyrres vandbalancen, blodet fortykkes, da mængden af ​​opløsningsmiddel, det vil sige, vandet falder. En person føler en stærk tørst, idet han har slukket det, starter processen med at genoptage mekanismens arbejde.
• Brug af junkfood eller krænkelse af de indre organer (lever og nyre).

Hvordan måles det, og hvad siger indikatorerne

Størrelsen af ​​blodplasmaets osmotiske tryk måles, når det fryser. I gennemsnit er denne værdi normalt 7,5-8,0 atm. Med en stigning i temperaturen af ​​fryseprocessen vil være højere.

En del af den osmotiske størrelse skaber onkotisk tryk, det dannes af plasmaproteiner. Det er ansvarligt for reguleringen af ​​vandudveksling. Onkotisk blodtryk er normalt 26-30 mm Hg. Art. Hvis indikatoren ændres i en mindre retning, så opstår der hævelse, da kroppen ikke klare sig med udskillelsen af ​​væske, og det akkumuleres i vævene.

Dette kan forekomme med nyresygdom, langvarig fastning, når blodets sammensætning indeholder lille protein eller med leverproblemer, i hvilket tilfælde albumin er ansvarlig for svigt.

Virkning på menneskekroppen

Utvivlsomt er osmose og osmotisk tryk de vigtigste faktorer, der påvirker vævets elasticitet og kroppens evne til at bevare formen af ​​celler og indre organer. De giver vævs næringsstoffer.

For at forstå, hvad det er, skal du placere den røde blodlegeme i destilleret vand. Over tid vil hele cellen blive fyldt med vand, erythrocytemembranen vil falde sammen. Denne proces kaldes hæmolyse.

Hvis cellen bliver dyppet i en koncentreret saltvandsløsning, mister den sin form og elasticitet, den vil rynke. Plasmolyse fører til tab af røde blodlegemer. I en isotonisk opløsning forbliver de oprindelige egenskaber.

Osmotisk tryk sikrer normal bevægelse af vand i kroppen.

Osmotisk tryk

Osmotisk tryk (betegnet π) - For stort hydrostatisk tryk på opløsningen, adskilt fra det rene opløsningsmiddel med en semipermeabel membran, hvor diffusionen af ​​opløsningsmidlet gennem membranen stopper. Dette tryk har tendens til at udligne koncentrationerne af begge opløsninger på grund af moddiffusionen af ​​opløst stof og opløsningsmiddelmolekyler.

Målet for den osmotiske trykgradient, det vil sige forskellen i vandpotentialet i to opløsninger adskilt af en semipermeabel membran, kaldes tonicitet. En opløsning, der har et højere osmotisk tryk sammenlignet med en anden opløsning kaldes hypertonisk, og den har et lavere hypotonisk tryk.

Osmotisk tryk kan være meget signifikant. I et træ stiger der f.eks. Ved hjælp af osmotisk tryk plantesap (vand med mineralske stoffer opløst i det) langs xylemmet fra rødderne til toppen. Kapillære fænomener alene er ikke i stand til at skabe tilstrækkelig løftekraft - for eksempel skal redwoods levere løsningen i en højde på op til 100 meter. På samme tid i træet er bevægelsen af ​​den koncentrerede opløsning, som er grøntsagsjuice, ikke begrænset af noget.

Hvis en sådan løsning er i et lukket rum, for eksempel i en blodcelle, kan osmotisk tryk føre til brud på cellemembranen. Det er derfor, at stoffer, der er beregnet til injektion i blodet, opløses i en isotonisk opløsning indeholdende så meget natriumchlorid (natriumchlorid) som nødvendigt for at afbalancere det osmotiske tryk dannet af cellevæsken. Hvis de injicerede lægemidler blev lavet på vand eller en meget fortyndet (hypotonisk i forhold til cytoplasma) opløsningen, ville osmotisk tryk, der tvinger vand til at trænge ind i blodlegemer, føre til deres brud. Men hvis for meget natriumchloridopløsning injiceres i blodet (3-5-10%, hypertoniske opløsninger), vil vandet fra cellerne komme ud, og de vil krympe. I tilfælde af planteceller forekommer protoploseplantering fra cellevæggen, som kaldes plasmolyse. Den omvendte proces, der finder sted, når de krympede celler placeres i en mere fortyndet opløsning, er henholdsvis deplasmolyse.

Størrelsen af ​​det osmotiske tryk, der skabes af opløsningen, afhænger af mængden og ikke på de kemiske egenskaber af de opløste stoffer deraf (eller ioner, hvis stoffets molekyler dissocierer), derfor er det osmotiske tryk en kollegativ egenskab af opløsningen. Jo større koncentration af et stof i en opløsning desto større er det osmotiske tryk, der skabes af det. Denne regel, der hedder osmotisk tryklove, er udtrykt ved en simpel formel, der ligner en bestemt lov af en ideel gas:

hvor jeg er det isotoniske forhold af opløsningen; C er den molære koncentration af opløsningen udtrykt i kombinationen af ​​de basiske SI-enheder, det vil sige i mol / m3 og ikke i den sædvanlige mol / l; R er den universelle gas konstant; T er den termodynamiske temperatur af opløsningen.

Det viser også ligheden af ​​egenskaberne af partikler af et opløst stof i et viskøst opløsningsmiddelmedium med partikler af en ideel gas i luft. Gyldigheden af ​​dette synspunkt er bekræftet af eksperimenterne fra J. B. Perrin (1906): Fordelingen af ​​gummigutharpiksemulsionspartikler i vandkolonnen overholdt generelt Boltzmann-loven.

Osmotisk tryk, der afhænger af indholdet af proteiner i en opløsning, kaldes onkotisk (0,03 - 0,04 atm.). Ved langvarig fastende nyresygdom nedsættes koncentrationen af ​​proteiner i blodet, det onkotiske tryk i blodet falder og onkotiske ødemer forekommer: vand passerer fra karrene til vævene, hvor π_PMC mere. Når purulente processer π_PMC i fokus for inflammation øges med 2-3 gange, da antallet af partikler stiger som følge af ødelæggelsen af ​​proteiner. I kroppen skal osmotisk tryk være konstant (≈ 7,7 atm.). Derfor er isotoniske opløsninger (opløsninger, hvis osmotiske tryk er π_PLASMA ≈ 7,7 atm. (0,9% NaCl-saltvand, 5% glucoseopløsning). Hypertoniske opløsninger, for hvilke π er større end π_PLASMA, bruges i medicin til at rense sår fra pus (10% NaCl) for at fjerne allergisk ødem (10% CaCl₂, 20% glucose), som afførende lægemidler (Na₂SO₄∙ 10H₂O, MgSO₄∙ 7H₂O).

Osmotisk tryklove kan bruges til at beregne molekylvægten af ​​et givet stof (med kendte yderligere data).

5.4. Osmose. Osmotisk tryk

Alle opløsninger er diffusible. Diffusion er en ensartet fordeling af et stof over hele volumenet af opløsningen, som strømmer i alle retninger. Dens drivkraft er aspirationen af ​​systemet til det maksimale entropi. Du kan oprette en tilstand, hvor diffusion kun finder sted i en retning. For dette adskilles opløsningen og opløsningsmidlet af en semipermeabel membran, gennem hvilken kun små molekyler (ioner) kan passere.

Osmose er ensidet diffusion af et opløsningsmiddel gennem en semipermeabel membran fra et opløsningsmiddel til en opløsning eller fra en fortyndet opløsning - til en mere koncentreret. Den drivende kraft af osmose er ønsket om at udjævne koncentrationen af ​​opløst stof på begge sider af membranen. Processen fortsætter spontant og ledsages af en stigning i entropi. Begrænsningen af ​​dens forekomst er en ligevægtstilstand.

Trykket, som opløsningsmidlet udøver på membranen kaldes osmotisk tryk (s_OSM). Osmotisk tryk er beskrevet af van't Hoff ligningen:

(a) for ikke-elektrolytter: p_OSM = C_m· R · T

hvor R er den universelle gaskonstant, lig med 8,13 j / mol · K,

T - absolut temperatur, K.

C_M - molær koncentration af opløsningen, mol / l

Jeg er den isotoniske koefficient (Van't Hoff-koefficient), der karakteriserer dissociationen af ​​elektrolytten i ioner

Cellemembraner fra dyr og planteorganismer er permeable for vand og små ioner. Passerer gennem dem skaber vand osmotisk tryk. Normalt plasmastryk er 740-780 kPa (37 ° C). Osmotisk tryk af plasma og andre biologiske væsker skyldes hovedsagelig tilstedeværelsen af ​​elektrolytter. I mindre grad skabes tryk af kolloidale proteinpartikler, som ikke passerer gennem membranen. Osmotisk tryk skabt af proteiner kaldes onkotisk. Det er kun 3 - 4 kPa. Osmotisk homeostase pga. Arbejdet i nyrerne, lungerne, huden. Arbejdet med at overføre et stof mod en koncentrationsgradient kaldes osmotisk.

Osmose er baseret på en række fysiologiske processer: assimilering af mad, udskillelse af affaldsprodukter, aktiv vandtransport.

I medicinsk praksis anvendes der løsninger, der er isoosmotiske med blod (fysiologiske løsninger). For eksempel NaCl (0,9%), glucose (4,5%). Indførelsen af ​​saltopløsninger i blodet, cerebrospinalvæsken og andre biologiske væsker hos en person forårsager ikke en osmotisk konflikt (figur 8).

Med introduktion af hypotonisk opløsning (s_OSM 780 kPa).

Figur 8 - Celle i opløsning (a) isotonisk, (b) hypotonisk, (c) hypertonisk

Anvendelsen af ​​hypertoniske opløsninger i medicin

(a) 10% NaCl-opløsning anvendes til behandling af purulente sår;

(b) 25% MgSO4-opløsning₄ anvendes som antihypertensiv

(c) forskellige hypertoniske opløsninger anvendes til behandling af glaukom.

Et vigtigt kendetegn ved de løsninger, der anvendes til intravenøs injektion, er deres osmolaritet og osmolalitet. De karakteriserer indholdet af partikler, der ikke kan diffunderes gennem cellemembranen.

Osmotisk blodtryk: Hvad måles, og hvilke faktorer påvirker afvigelser fra normen

Det osmotiske tryk i blodet (ODC) er niveauet af kraft, der cirkulerer opløsningsmidlet (for vores krop det er vand) gennem erytrocytemembranen.

Vedligeholdelse af niveauet sker på grundlag af bevægelse fra løsninger, der er mindre koncentreret i de områder, hvor koncentrationen af ​​vand er større.

Denne interaktion er en vandudveksling mellem menneskets blod og væv. Ioner, glucose, proteiner og andre nyttige elementer koncentreret i blodet.

Normalt osmotisk tryk er 7,6 atm. Eller 300 mOsmol, hvilket er lig med 760 mm Hg.

Osmol er koncentrationen af ​​en mol ikke-elektrolyt opløst pr. Liter vand. Osmotisk koncentration i blodet bestemmes netop ved deres måling.

Hvad er JDC?

Miljøet med celler med en membran er iboende i både væv og blodelementer, vand passerer let igennem det og trænger næsten ikke ind i opløste stoffer. Derfor kan afvigelsen af ​​det osmotiske tryk føre til en stigning i den røde blodlegeme og tabet af vand og deformation.

For erytrocytter og de fleste væv er forøgelsen af ​​saltindtag i kroppen, som ophobes på væggene i blodkarrene og indsnævrer blodkarrene, skadelige.

Dette tryk er altid på omtrent det samme niveau og reguleres af receptorer lokaliseret i hypothalamus, blodkar og væv.

Deres fælles navn er osmoreceptorer, de er dem der holder ODC på det rigtige niveau.

En af de mest stabile parametre i blodet er den osmotiske koncentration af plasma, som opretholder normalt osmotisk blodtryk ved hjælp af hormoner og kropssignaler - en følelse af tørst.

Hvad er normal UDC?

Normale indikatorer for osmotisk tryk er indikatorer for kryokopi, der ikke overstiger 7,6 atm. Analysen bestemmer det punkt, hvor blodet fryser. Normale indikatorer for fryseproces for en person er 0,56-0,58 grader Celsius, hvilket svarer til 760 mm Hg.

En separat type APC er skabt af plasmaproteiner. Det osmotiske tryk af plasmaproteiner kaldes også onkotisk tryk. Dette tryk er flere gange lavere end det tryk, der skabes i plasmaet ved salte, da proteiner har høje molekylvægte.

I forhold til andre osmotiske elementer er deres tilstedeværelse ubetydelig, selv om de er indeholdt i blodet i flertallige mængder.

Det påvirker JDC's samlede præstationer, men i et lille forhold (en hel to hundrede og tyvende) til den samlede præstation.

Dette svarer til 0,04 atm., Eller 30 mm Hg. For indikatorer for osmotisk blodtryk er deres kvantitative faktor og mobilitet signifikant, snarere end massen af ​​opløste partikler.

Det beskrevne tryk modvirker den stærke bevægelse af opløsningsmidlet fra blodet ind i vævene og påvirker overførslen af ​​vand fra vævene til karrene. Derfor udvikler vævsødem, en konsekvens af et fald i proteinkoncentrationen i plasma.

En ikke-elektrolyt indeholder en lavere osmotisk koncentration end en elektrolyt. Det er markeret fordi. At elektrolytmolekylerne opløse ioner, hvilket fører til en stigning i koncentrationen af ​​aktive partikler, som karakteriserer den osmotiske koncentration.

Hvad påvirker osmotiske trykafvigelser?

Refleksændringer i ekskretionsorganernes aktivitet fører til irritation af osmoreceptorerne. Når de er betændt, fjerner de fra kroppen den overskydende mængde vand og salte der er kommet ind i blodet.

En vigtig rolle her spilles af huden, hvis væv fodrer med overskydende vand fra blodet eller returnerer det til blodet, med en stigning i osmotisk tryk.

Udførelsen af ​​en normal ODC påvirkes af blodets kvantitative mætning med elektrolytter og ikke-elektrolytter, der opløses i blodplasmaet.

Mindst tres procent er ioniseret kaliumchlorid. Isotoniske opløsninger er løsninger, hvor niveauet af APC er nær plasma.

Med væksten af ​​indikatorer af denne størrelsesorden kaldes sammensætningen hypertonisk, og i tilfælde af et fald - hypotonisk.

Hvis det normale osmotiske tryk er unormalt, udløses celleskader. For at returnere indikatorer for osmotisk tryk i blodet kan de injicere opløsninger, som udvælges afhængigt af sygdommen, hvilket fremkalder afvigelser fra AEC fra normen.

Blandt dem er:

• Hypotonisk koncentreret opløsning. Når den anvendes i den korrekte dosering, renser den sår fra pus og hjælper med at reducere størrelsen af ​​den allergiske hævelse. Men med de forkerte doser fremkalder den hurtige påfyldning af celler med en opløsning, hvilket fører til deres hurtige pause;
• Hypertonisk opløsning. Med indførelsen af ​​denne opløsning i blodet bidrager til forbedret eliminering af vandceller i vaskulærsystemet;
• Fortynding af stoffer i isotonisk opløsning. Præparaterne omrøres i denne opløsning med normale ODC-værdier. Natriumchlorid er det mest omrørt produkt.

Den daglige vedligeholdelse af normale niveauer i UEC overvåges af svedkirtler og nyrer. De tillader ikke virkningerne af produkter, der forbliver efter stofskiftet på kroppen ved at skabe beskyttende membraner.

Derfor varierer det osmotiske tryk i blod næsten altid på samme niveau. En kraftig stigning i præstationen er mulig med aktiv fysisk aktivitet. Men i dette tilfælde stabiliserer kroppen sig selv indikatorerne hurtigt.

Samspillet mellem røde blodlegemer og opløsninger afhængigt af deres osmotiske tryk.

Hvad sker der med afvigelser?

Med en stigning i blodets osmotiske tryk bevæger vandcellerne fra erytrocyterne ind i plasmaet, som følge heraf cellerne deformerer og mister deres funktionalitet. Med et fald i koncentrationen af ​​osmol er der en stigning i mætningen af ​​cellen med vand, hvilket fører til en forøgelse i størrelse og deformation af membranen, der kaldes hæmolyse.

Hæmolyse er karakteriseret ved, at når deformeres de fleste blodceller - røde celler, også kaldet røde blodlegemer, så kommer hæmoglobinproteinet ind i plasmaet, hvorefter det bliver gennemsigtigt.

Hemolyse er opdelt i følgende typer:

Osmotisk og onkotisk blodtryk

Osmotisk og onkotisk tryk af blodplasma

Blandt de forskellige indikatorer for kroppens indre miljø indtager osmotisk og onkotisk tryk et af hovedpunkterne. De er stive homøostatiske konstanter i det indre miljø, og deres afvigelse (stigning eller formindskelse) er farligt for organismens vitalitet.

Osmotisk tryk

Osmotisk blodtryk er det tryk, der forekommer ved grænsefladen af ​​opløsninger af salte eller andre lavmolekylære forbindelser med forskellige koncentrationer.

Dens værdi skyldes koncentrationen af ​​osmotisk aktive stoffer (elektrolytter, ikke-elektrolytter, proteiner) opløst i blodplasma og regulerer transporten af ​​vand fra ekstracellulær væske til celler og omvendt. Det osmotiske tryk i blodplasma er normalt 290 ± 10 mosmol / kg (i gennemsnit lig med 7,3 atm., Eller 5,600 mm Hg eller 745 kPa). Ca. 80% af det osmotiske tryk i blodplasma skyldes natriumchlorid, som er fuldstændig ioniseret. Løsninger, hvis osmotiske tryk er det samme som blodplasma kaldes isotonisk eller iso-kosmisk. Disse omfatter 0,85-0,90% opløsning af natriumchlorid og 5,5% glucoseopløsning. Løsninger med lavere osmotisk tryk end i blodplasma kaldes hypotoniske, og med større tryk kaldes de hypertonisk.

Osmotisk tryk i blod, lymf, væv og intracellulære væsker er omtrent det samme og har en tilstrækkelig konstantitet. Det er nødvendigt at sikre, at cellerne fungerer normalt.

Onkotisk tryk

Onkotisk blodtryk - er en del af det osmotiske tryk i blod dannet af plasmaproteiner.

Størrelsen af ​​det onkotiske tryk varierer fra 25-30 mm Hg. (3,33-3,99 kPa) og 80% bestemmes af albumin på grund af deres lille størrelse og det højeste indhold i blodplasmaet. Onkotisk tryk spiller en vigtig rolle ved regulering af udveksling af vand i kroppen, nemlig ved dets tilbageholdelse i blodbanen. Onkotisk tryk påvirker dannelsen af ​​vævsvæske, lymf, urin, vandabsorption fra tarmen. Når plasma-onkotisk tryk falder (for eksempel i leversygdomme, når albuminproduktion er reduceret eller nyresygdom, når proteinekspression i urinen øges) udvikles edemaer, da vand er dårligt fastholdt i karrene og går ind i væv.

Hvad er osmotisk tryk

Betydningen af ​​ordet osmotisk tryk i ordbogen af ​​medicinske termer:

Osmotisk tryk - For stort hydrostatisk tryk på en opløsning adskilt fra et rent opløsningsmiddel af en semipermeabel membran, hvor diffusionen af ​​opløsningsmidlet gennem membranen stopper. O.'s niveau i celler og det indre miljø af organismen spiller en vigtig rolle i processerne af dens vitale aktivitet.

Betydningen af ​​ordet osmotisk tryk i Brockhaus- og Efron-ordbogen:

Osmotisk tryk - se osmose.

Definitionen af ​​"osmotisk tryk" af TSB:

Osmotisk tryk er et diffust tryk, en termodynamisk parameter, som karakteriserer opløsningens tendens til at falde i koncentrationen, når den er i kontakt med et rent opløsningsmiddel på grund af moddiffusionen af ​​opløste og opløsningsmiddelmolekylerne. Hvis opløsningen adskilles fra det rene opløsningsmiddel med en semipermeabel membran, er kun ensidet diffusion muligt - osmotisk absorption af opløsningsmidlet gennem membranen i opløsningen. I dette tilfælde bliver O. d. Tilgængelig til direkte måling med en værdi svarende til det overtryk, der påføres fra opløsningen ved osmotisk ligevægt (se osmose). O. d. Skyldes et fald i opløsningsmidlets kemiske potentiale i nærværelse af et opløst stof. Systemets tendens til at udligne kemiske potentialer i alle dele af dens volumen og gå ind i en tilstand med et lavere niveau af fri energi forårsager osmotisk (diffusion) overførsel af materiale. O. d. I ideelle og yderst fortyndede løsninger afhænger ikke af opløsningsmidlets og opløstes natur. ved konstant temperatur bestemmes det kun ved nummeret
"Kinetiske elementer" - ioner, molekyler, associerede eller kolloide partikler - pr. Enheds volumen af ​​opløsning. De første målinger af O. blev lavet af V. Pfeffer (1877), undersøgte vandige opløsninger af rørsukker. Hans data tillod J. H. van't Hoff at fastslå (1887) O.'s afhængighed af koncentrationen af ​​det opløste stof, som falder sammen med Boyle-Mariotte-loven for ideelle gasser. Det viste sig, at O. d. (P) er numerisk lig med det tryk, som det opløste ville have haft, hvis det var ved en given temperatur i en tilstand af ideel gas og besat et volumen svarende til opløsningens volumen. For meget fortyndede opløsninger af ikke-dissocierende stoffer beskrives mønsteret med tilstrækkelig nøjagtighed ved ligningen:
pi.V = nRT, hvor n er antallet af mol af det opløste stof i volumenet af opløsningen V. R er den universelle gaskonstant. T er den absolutte temperatur. I tilfælde af dissociering af et stof i en opløsning i ioner, indføres faktoren i> 1, van't Hoff-koefficienten i højre side af ligningen. med forbindelsen af ​​det opløste stof i + og Cl minus. udskilles gennem galdene, i krybdyr i krybdyr (slanger og skildpadder) og i fugle gennem særlige saltkirtler placeret i hovedområdet. Mg2 + ioner, SO₄ 2-, 18 / 18031124.tif i disse organismer udskilles gennem nyrerne. A. d. I hyper- og hypo-osmotiske organismer kan skabes både af de ioner, der hersker i det ydre miljø og ved metaboliske produkter. For eksempel i hajfisk og stråler er O. med 60% skabt af urea og trimethylammonium. i pattedyr blodplasma - primært på grund af Na + og Cl ioner minus.. i insektlarver på grund af en række metabolitter med lav molekylvægt. I marine unicellular, pighuder, blæksprutte bløddyr, mixin og andre isoosmotiske organismer, hvor O. d.
Udvalget af gennemsnitlige O.-værdier i cellerne af organismer, der ikke er i stand til at opretholde osmotisk homøostase, er ret bred og afhænger af organismens type og alder, typen af ​​celler og miljøets O. Under optimale forhold varierer den samlede cellesap af jordorganer fra sumpplanter fra 2 til 16 ved. I steppe dem fra 8 til 40 kl. I forskellige celler i planten kan O. være dramatisk anderledes (for eksempel i mangrove O. er cellesapet ca. 60 atm, og O. i xylemkarrene overstiger ikke 1-2 atm). Homo-osmotiske organismer, dvs. i stand til at opretholde den relative konstantitet af O., er gennemsnitlige, og oscillationsområdet for O. er forskelligt (jordorm er 3,6-4,8 atm, ferskvandsfisk er 6,0-6,6, oceanisk benfisk - 7,8-8,5, hajfisk - 22,3-23,2, pattedyr - 6,6-8,0 atm). I pattedyr er O. af flertallet af biologiske væsker lig med blodets O. (en undtagelse er væskerne udskilt af nogle kirtler - spyt, sved, urin osv.). O., der er skabt i celler af dyr ved hjælp af højmolekylære forbindelser (proteiner, polysaccharider osv.), Er ubetydelig, men spiller en vigtig rolle i en metabolisme (se "Onkotisk tryk").
Yu. V. Natochin, V. V. Kabanov.
Lit.: Melvin-Hughes E. A., Fysisk kemi, trans. fra engelsk, pr. 1-2, M., 1962. I løbet af fysisk kemi, red. Ya. I. Gerasimova, t. 1-2, M. - L., 1963-1966. Pasynsky AG, colloid chemistry, 3. udgave, M., 1968: Prosser L., Brown F., Dyrens sammenlignende fysiologi, trans. fra engelsk, M., 1967. Griffin D., Novik El., levende organisme, trans. fra engelsk., 1973. Nobel P., Plantecellefysiologi (fysisk-kemisk tilgang), trans. fra engelsk, M., 1973.
Skematisk diagram af osmometeret: A-kammer til opløsning. B - kamera til opløsningsmidlet. M-membran. Væskeniveauer i rørene ved osmotisk ligevægt: a og b - under betingelser med lige ydre tryk i kamrene A og B, når rho._En =
rho._B, på samme tid H - en kolonne af væske, der balancerer det osmotiske tryk. b - under betingelserne for ulighed af ydre pres, hvornår rho._En - rho._B = pi..

Fortæl dine venner hvad der er - osmotisk tryk. Del dette på din side.

Osmose og osmotisk tryk

Hvis du adskiller opløsningen og opløsningsmidlet under anvendelse af en semipermeabel partition (membran), som tillader opløsningsmiddelmolekylet at passere frit og det opløste retentionsmolekyle, så observeres ensidig diffusion af opløsningsmidlet.

Denne form for diffusion skyldes det faktum, at antallet af opløsningsmiddelmolekyler pr. Enhedsvolumen er større end i samme volumen af ​​opløsning, da i en opløsning en del af volumenet optages af opløste molekyler. Som et resultat af molekylær bevægelse hersker bevægelsen af ​​opløsningsmiddelmolekyler gennem membranen fra opløsningsmidlet til opløsningen over deres bevægelse i modsat retning.

Den ensidige diffusion af opløsningsmidlet til opløsningen kaldes osmose, og den kraft, der forårsager osmose, der henvises til overfladeenheden af ​​den semipermeable membran, kaldes osmotisk tryk.

Som følge af osmose og diffusion er koncentrationen nede, og måden, hvorpå denne nivellering opnås, er fundamentalt anderledes. I diffusionsprocessen opnås ligestilling af koncentrationer ved at flytte molekylerne af det opløste stof og i tilfælde af osmose ved at flytte opløsningsmiddelmolekylerne.

Mekanismen for osmose kan ikke kun forklares ved, at semipermeable membraner spiller rollen som en sigte med celler, gennem hvilke solventmolekylerne frit passerer, men passerer ikke opløste molekyler.

Tilsyneladende er mekanismen for osmose meget mere kompliceret. Her spiller membranets struktur og sammensætning en stor rolle.

Afhængig af membranets natur vil osmosemekanismen være anderledes. I nogle tilfælde passerer kun de stoffer, der opløses i det frit gennem membranen, i andre tilfælde interagerer membranen med opløsningsmidlet, der danner mellemliggende skrøbelige forbindelser, der let opløses, og endelig kan det også repræsentere en porøs septum med visse porestørrelser.

For at måle det osmotiske tryk i et kar med semipermeable vægge hældes testopløsningen og lukkes tæt med en prop, hvori et rør indsættes, forbundet med en trykmåler. Et sådant instrument til måling af osmotisk tryk kaldes et osmometer.

Osmometeret med opløsningen nedsænkes i et kar med et opløsningsmiddel. Ved begyndelsen af ​​processen diffunderer opløsningsmidlet fra det ydre fartøj ind i osmometret med en højere hastighed end fra den, derfor stiger væskeniveauet i osmometerrøret, hvilket derved skaber et hydrostatisk tryk, som gradvist øges. Når det hydrostatiske tryk stiger, udlignes diffusionshastigheden af ​​opløsningsmidlet i osmometret og ud af osmometret, hvilket resulterer i en tilstand af dynamisk ligevægt, stiger væskens stigning i osmometerrøret.

Det hydrostatiske tryk etableret ved osmose tjener som et mål for osmotisk tryk.

Måling af osmotisk tryk med et osmometer er ikke altid muligt med tilstrækkelig nøjagtighed, da der ikke er nogen membraner, der er i stand til at holde alle partiklerne af opløste. Den målte værdi af osmotisk tryk for den samme opløsning vil derfor i nogen grad afhænge af membranets natur.

Osmotisk tryk forekommer kun ved grænsen mellem opløsningen og opløsningsmidlet (eller en opløsning af en anden koncentration), hvis denne grænse dannes af en semipermeabel septum. Løsningen indeholdt i et almindeligt fartøj udøver ikke andet tryk end dets sædvanlige hydrostatiske tryk. Derfor bør osmotisk tryk ikke betragtes som en egenskab af et opløst stof eller opløsningsmiddel eller selve opløsningen, men som en egenskab af et system af opløsningsmiddel og opløsning med en semipermeabel barriere mellem dem.

Raoul's love er de almindelige navne på kvantitative love, der blev opdaget af den franske kemiker F. M. Raul i 1887, og beskriver nogle af kolligativet (afhængigt af koncentrationen, men ikke på det opløste stofs natur) egenskaber af opløsninger.

Rauls første lov [rediger]

Rauls første lov forbinder trykket af mættet damp over en opløsning med dens sammensætning; Det er formuleret som følger:

· Deltrykket af opløsningsmiddelets mættede damp er direkte proportional med dets molære fraktion i opløsningen, og proportionalitetskoefficienten er lig med trykket af den mættede damp over den rene komponent.

For en binær opløsning bestående af komponenter A og B (komponent A betragter vi det som et opløsningsmiddel) er det mere hensigtsmæssigt at anvende en anden formulering:

· Det relative fald i opløsningsmidlets partialdamptryk over opløsningen afhænger ikke af opløsningsmidlets natur og er lig med dens molære fraktion i opløsningen.

På overfladen er der færre opløsningsmiddelmolekyler, der kan fordampe, fordi opløftet optager noget af rummet.

Løsninger, for hvilke Rauls lov er opfyldt, kaldes ideel. Ideelle til enhver koncentration er opløsninger, hvis komponenter er meget ens i fysiske og kemiske egenskaber (optiske isomerer, homologer osv.), Og dannelsen heraf ikke ledsages af volumenændring og frigivelse eller absorption af varme. I dette tilfælde er kræfterne i intermolekylær interaktion mellem homogene og heterogene partikler omtrent ens, og dannelsen af ​​en opløsning skyldes kun entropifaktoren.

Afvigelser fra Raouls lov [rediger]

Løsninger, hvis komponenter adskiller sig væsentligt i fysiske og kemiske egenskaber, overholder kun Rauls lov inden for meget små koncentrationer; Ved høje koncentrationer observeres afvigelser fra Rauls lov. Sagen, når de sande partielle damptryk over blandingen er større end de, der beregnes ved Raul-loven, kaldes positive afvigelser. Det modsatte tilfælde er, når komponenternes partielle damptryk er mindre end de beregnede - negative afvigelser.

Årsagen til afvigelser fra Rauls lov er, at homogene partikler interagerer med hinanden anderledes end heterogen (stærkere i tilfælde af positive og svagere ved negative afvigelser).

Reelle løsninger med positive afvigelser fra Rauls lov er dannet af rene komponenter med varmeabsorption (ΔN_sol > 0); opløsningens volumen er større end summen af ​​de indledende volumener af komponenterne (ΔV> 0). Løsninger med negative afvigelser fra Rauls lov er dannet med varmeafgivelse (ΔN_sol -1 · kg. Da den ene molære opløsning ikke er uendeligt fortyndet, er den anden Raul-lov for det generelt ikke tilfreds for den, og værdierne af disse konstanter opnås ved ekstrapolering af afhængigheden fra regionen med lave koncentrationer til m = 1 mol / kg.

For vandige opløsninger i ligningerne i Rauls anden lov erstattes den molære koncentration nogle gange med molær. I almindelighed er en sådan erstatning ulovlig, og for løsninger, hvis tæthed adskiller sig fra 1 g / cm³, kan det føre til betydelige fejl.

Rauls anden lov gør det muligt at eksperimentelt bestemme molekylmasserne af forbindelser, der ikke er i stand til dissociation i et givet opløsningsmiddel; det kan også bruges til at bestemme graden af ​​dissociation af elektrolytter.

Elektrolytløsninger [rediger]

Rauls love er ikke opfyldt for løsninger (selv uendeligt fortyndet), som udfører elektricitet - elektrolytløsninger. For at tage højde for disse afvigelser introducerede Vant-Hoffs en korrektion til ovenstående ligninger, den isotoniske koefficient i, som implicit tager hensyn til dissociationen af ​​molekylerne af det opløste stof:

Den manglende indsendelse af elektrolytløsninger til Raouls love og Vant-Hoff-princippet fungerede som udgangspunkt for S. Arrhenius for at skabe en teori om elektrolytisk dissociation.

Elasticitet Mætning - elasticiteten af ​​vanddamp, den maksimale mulige temperatur overføres. Det er større, jo højere er temperaturen. Som følge heraf begynder vanddampkondensation.

Ebullioskopisk konstant er forskellen mellem kogepunktet for en opløsning og temperaturen af ​​et rent opløsningsmiddel.

Den kryokopiske konstant er forskellen mellem opløsningens frysepunkt og temperaturen af ​​det rene opløsningsmiddel.

74. Fænomenet osmose, dets rolle i biologiske systemer. Osmotisk tryk. Vant-Hoff lov.

Løsninger isotonisk, hypo- og hypertonisk.

Fænomenet osmose observeres i de miljøer, hvor opløsningsmidlet af opløsningsmidlet er større end mobiliteten af ​​opløste stoffer. Et vigtigt særligt tilfælde af osmose er osmose gennem en semipermeabel membran. Semi-permeable membraner kaldes membraner, der har en tilstrækkelig høj permeabilitet ikke for alle, men kun for nogle stoffer, især for et opløsningsmiddel. (Mobiliteten af ​​opløste stoffer i membranen har tendens til nul). Dette skyldes som regel molekylernes størrelse og mobilitet, for eksempel er et vandmolekyle mindre end de fleste molekyler af opløste stoffer. Hvis en sådan membran adskiller opløsningen og det rene opløsningsmiddel, viser opløsningen af ​​opløsningsmidlet i opløsningen sig at være mindre høj, da en del af dets molekyler erstattes af opløste molekyler (se figur 1). Som et resultat vil overgangerne af opløsningsmiddelpartikler fra kammeret indeholdende rent opløsningsmiddel til opløsningen forekomme oftere end i modsat retning. Følgelig vil volumenet af opløsningen stige (og koncentrationen af ​​stoffet vil falde), mens opløsningsmidlets volumen vil falde tilsvarende.

Betydningen af ​​osmose [rediger]

Osmose spiller en vigtig rolle i mange biologiske processer. Membranen omkring den normale blodcelle er kun permeabel for vandmolekyler, ilt, nogle af næringsstofferne opløst i blodet og produkter af celleaktivitet; for store proteinmolekyler, der opløses inde i cellen, er det uigennemtrængeligt. Derfor forbliver proteiner, der er så vigtige for biologiske processer, inde i cellen.

Osmose er involveret i overførsel af næringsstoffer i trunker af høje træer, hvor kapillær overførsel ikke er i stand til at udføre denne funktion.

Osmose anvendes i vid udstrækning i laboratorieteknologi: Ved bestemmelse af polymerernes molære egenskaber, koncentrationen af ​​opløsninger, undersøgelsen af ​​forskellige biologiske strukturer. Osmotiske fænomener anvendes nogle gange i industrien, for eksempel ved fremstillingen af ​​visse polymere materialer, rensningen af ​​stærkt mineraliseret vand ved fremgangsmåden til omvendt osmose af væsker.

Planteceller bruger også osmose til at forøge volumenet af vakuolen, således at den udvider cellevæggene (turgortryk). Planteceller gør dette ved opbevaring af saccharose. Ved at øge eller formindske koncentrationen af ​​saccharose i cytoplasmaet, kan celler regulere osmose. Dette øger plantens elasticitet som helhed. Mange plantebevægelser er forbundet med ændringer i turgortryk (for eksempel bevægelser af ærter af ærter og andre klatreanlæg). Ferskvandsprotozoer har også en vacuole, men opgaven med de enkleste vacuoler er kun at pumpe overskydende vand fra cytoplasmaen for at opretholde en konstant koncentration af stoffer opløst i den.

Osmose spiller også en vigtig rolle i økologi af vandkroppe. Hvis koncentrationen af ​​salt og andre stoffer i vandet stiger eller falder, vil indbyggerne i disse farvande dø på grund af de negative virkninger af osmose.

Osmotisk tryk (betegnet π) - For stort hydrostatisk tryk på opløsningen, adskilt fra det rene opløsningsmiddel med en semipermeabel membran, hvor diffusionen af ​​opløsningsmidlet gennem membranen stopper. Dette tryk har tendens til at udligne koncentrationerne af begge opløsninger på grund af moddiffusionen af ​​opløst stof og opløsningsmiddelmolekyler.

LOV VANT-GOFFA beskriver afhængigheden af ​​OSMOTISK TRYKNING af fortyndede opløsninger på opløsningens temperatur og molære koncentration:
Van't Hoff kom til den konklusion, at Avogadros lov også gælder for fortyndede løsninger. Han viste eksperimentelt, at osmotisk tryk, som er et mål for ønsket om to forskellige løsninger på begge sider af membranen for at udligne koncentrationen, i svage løsninger ikke kun afhænger af koncentrationen, men også på temperaturen og derfor overholder lovene i termodynamikken af ​​gasser. Van't Hoff udtrykte det osmotiske tryk med formlen PV = iRT, hvor P betyder det osmotiske tryk af et stof opløst i en væske; V er volumenet; R er gaskonstanten; T - temperatur og i - koefficient, som ofte er lig med 1 for gasser, og for opløsninger indeholdende salte - mere end en. Van't Hoff var i stand til at forklare, hvorfor værdien af ​​jeg ændrer ved at forbinde denne koefficient med antallet af ioner i opløsning. Undersøgelserne af fortyndede opløsninger udført af Van't Hoff var begrundelsen for S.Arrhenius teori om elektrolytisk dissociation. Efterfølgende ankom Arrhenius i Amsterdam og arbejdede sammen med Vant-Hoff.

Isotonisk opløsning (isoosmotisk opløsning) - en opløsning, hvis osmotiske tryk er lig med det osmotiske tryk i blodplasma; for eksempel 0,9% vandig opløsning af natriumchlorid, 5% vandig glucoseopløsning. Alle disse løsninger anvendes til behandling af forskellige sygdomme for at lindre forgiftning og andre manifestationer af sygdommen. Isotonisk rasvtora, i modsætning til hypertonisk og hypertonisk (ikke anvendt til intravenøs administration) fører ikke til hæmolyse af røde blodlegemer, når de indgives intravenøst.

Hypotoniske opløsninger adskiller sig fra isotonisk lavere koncentration og følgelig lavere osmotisk tryk. Ved kontakt med væv kommer vand fra hypotoniske opløsninger ind i vævscellerne. Som et resultat svulmer de, og hvis vand ophobes i dem overdrevent, bryder cellemembranerne, det vil sige cellelys.

Anvendelsen af ​​hypotoniske natriumchloridopløsninger i praksis er meget begrænset. I nogle tilfælde er de vant til at forberede opløsninger af stoffer, der anvendes til infiltrationsanæstesi. Effekten af ​​anæstetika i hypotoniske opløsninger er forbedret, da sidstnævnte bidrager til en dybere penetration af stoffer i væv.

Hypertoniske opløsninger, løsninger, hvis osmotiske tryk er højere end osmotisk tryk i plante- eller dyreceller og væv. Afhængigt af cellernes funktionelle, art og økologiske specificitet er det osmotiske tryk i dem forskellige, og opløsningen, hypertonisk for nogle celler, kan være isotonisk eller endog hypotonisk for andre. Når de nedsænkes i planteceller i G. p. det suger vand fra cellerne, hvilket falder i volumen, og så stopper yderligere kompression og protoplasma ligger bag cellevæggene (se plasmolyse). Røde blodlegemer hos mennesker og dyr i G. p. også miste vand og fald i volumen. G. r. i kombination med hypotoniske opløsninger og isotoniske opløsninger bruges til at måle osmotisk tryk i levende celler og væv.