Vi forklarer, hvad osmose er, og hvilke typer der findes. Også hvorfor er det vigtigt, hvad er biologisk diffusion og eksempler på osmose.
Hvad er osmose?
Osmose eller osmose er et fysisk fænomen for udveksling af stof gennem en semipermeabel membran, fra et mindre tæt medium til et højere massefylde, uden at afholde en udgift på Energi. Det er et passivt fænomen, men afgørende for stofskifte mobiltelefon levende væsner.
Osmosens mekanik forfølger en ligevægt af koncentrationer mellem de to segmenter af en opløsning adskilt af membranen, transmitterende opløsningsmiddel fra den ene side til den anden for at fortynde det ekstreme af højere koncentration. Dette vil generere en ændring af Tryk, kendt som osmotisk tryk. Dette er, hvad der sker med membranen af celler, hvis indre kan være i en større, lige så stor eller mindre koncentration end det ydre, hvilket tillader ind- og udgang af Vand, altså osmoregulering, uden energiomkostninger.
Osmose blev opdaget i 1877 i undersøgelserne af plantefysiologi af tyskeren Wilhelm Pfeffer, på trods af at lignende undersøgelser allerede eksisterede om sagen, og udtrykket var blevet opfundet i 1854 (af briten Thomas Graham).
Typer af osmose
Der er to former for osmose: direkte og omvendt.
- Direkte osmose. Det er den, der forekommer i levende væseners celler, hvori vand kommer ind eller ud gennem plasma membran, hvilket tillader en ligevægt med miljøet, selvom det i tilfælde af hypertonisk (af enorm koncentration af det opløste stof) eller hypotonisk (med minimal koncentration af det opløste stof) kan forårsage henholdsvis dehydrering eller eksplosion ved akkumulering af cellen.
- Omvendt osmose. Det er en identisk mekanisme, men i den modsatte retning, som tillader strømmen af vand eller opløsningsmiddel fra punktet med højeste koncentration til den laveste koncentration af opløst stof, som er ideel til oprensning eller tilbageholdelse af opløst stof. For at dette kan ske, skal der påføres et tryk, der overvinder det naturlige osmotiske tryk (det vil sige, at det kræver en energiomkostning).
Vigtigheden af osmose
Osmose er afgørende for cellestofskiftet, da det er en form for transport af stof mellem indersiden og ydersiden af cellen, der ikke involverer energiforbrug, dvs. den foregår passivt uden at forbruge ATP. Dette princip er også grundlæggende for at forklare oprindelsen af liv, da der i de første former for cellulært liv stadig ikke var nogen aktive metaboliske mekanismer.
På den anden side kan osmoseprincipperne gentages i hverdagssituationer og tillade f.eks. filtrering af vand (omvendt osmose), blandt andre praktiske procedurer såsom fremstilling af katalysatorer eller facilitering af industrielle køleprocesser.
Biologisk diffusion
En proces, der ligner osmose, er kendt som simpel diffusion, ud fra det synspunkt, at den involverer transit af partikler fra et medium (såsom cellens indre) til et andet (såsom det ekstracellulære miljø) gennem en semipermeabel membran, der bevæger sig fra mediet med den højeste koncentration til det med den laveste koncentration (det vil sige at følge koncentrationsgradienten). Dette foregår passivt, det vil sige uden forbrug af tilført energi.
Derfor er biologisk diffusion det, der finder sted i celler, hvilket tillader ind- eller udgang af molekyler gennem plasmamembranen i henhold til koncentrationsgradienten. Således kommer der for eksempel ilt ind i blodet i de røde blodlegemer, hvor hæmoglobin kan fange dem til transport. Dette enkelte eksempel angiver denne mekanismes vitale betydning for livet.
Eksempler på osmose
Nogle simple eksempler på osmose er:
- Vandrensning. For at fjerne dets urenheder fra vandet kan princippet om omvendt osmose anvendes til at adskille det opløste indhold i det ved hjælp af en semipermeabel membran.
- Hydratisering af et æg.Skallen på et æg fungerer som en osmotisk membran, der tillader vand at trænge ind i dets indre (mere koncentreret), så et kogt æg kan lægges i blød uden at bryde dets skal.
- Celleosmose. En del af de cellulære transportmekanismer, der tillader udveksling (indgang eller udgang) af stof mellem cytoplasma og miljø uden at indtage ATP i processen.