Визначення осмосу у хімії

Двома важливими масопереносними процесами в хімії та біології є дифузія та осмос.

Осмос Визначення

Осмос - це процес, при якому молекули розчинника переміщуються через напівпроникну мембрану з розведеного розчину більш концентрований розчин (який стає більш розбавленим). Найчастіше розчинником є ​​вода. Однак розчинником може бути інша рідина чи навіть газ. Осмос можна змусити працювати.

Історія

Явище осмосу було вперше задокументовано 1748 року Жаном-Антуаном Нолле. Термін «осмос» був запроваджений французьким лікарем Рене Жоахімом Анрі Дютроше, який отримав його від термінів «ендосмос» та «екзосмоз».

Як працює осмос

Осмос діє для вирівнювання концентрації з обох боків мембрани. Оскільки частинки розчиненої речовини не можуть перетнути мембрану, вода (або інший розчинник) повинна рухатися. Чим ближче система підходить до рівноваги, тим стабільнішою вона стає, тому осмос термодинамічно вигідний.

Приклад осмосу

Хороший приклад осмосу можна побачити, коли еритроцити поміщають у прісну воду. Клітинна мембрана еритроцитів є напівпроникною мембраною. Концентрація іонів та інших молекул розчиненої речовини всередині клітини вище, ніж зовні, тому вода проникає у клітину за допомогою осмосу. Це призводить до набухання клітин. Оскільки концентрація не може досягти рівноваги, кількість води, яка може потрапити в клітину, обмежується тиском клітинної мембрани, що діє на вміст клітини.Часто клітина поглинає більше води, ніж може витримати мембрана, що зумовлює розрив клітини.

Споріднений термін осмотичний тиск. Осмотичний тиск - це зовнішній тиск, який необхідно додати, щоб не було чистого руху розчинника через мембрану.

Відмінності між осмосом та дифузією

Приклад осмосу: вода переміщається з області з високою густиною води через желатин в область з низькою густиною води, в результаті чого цукерка набухає.

Мартін Лі / Getty Images

• Хімія
  • Основи
  • Хімічні закони
  • Молекули
  • Періодична таблиця
  • Проекти та експерименти
  • Науковий метод
  • Біохімія
  • Фізична хімія
  • Медична хімія
  • Хімія у повсякденному житті
  • Відомі хіміки
  • Заходи для дітей
  • Скорочення та скорочення

  Студентів часто просять пояснити подібності та відмінності між осмосом та дифузією або порівняти та протиставити ці дві форми перенесення. Щоб відповісти на запитання, потрібно знати визначення осмосу і дифузії і дійсно розуміти, що вони означають.

  Визначення

  • Осмос Осмос - це рух частинок розчинника через напівпроникну мембрану з розведеного розчину в концентрований. Розчинник переміщається, розбавляючи концентрований розчин і вирівнюючи концентрацію з обох боків мембрани.
  • Дифузія : Дифузія - це переміщення частинок з області з більш високою концентрацією область з нижчою концентрацією. Загальний ефект полягає у вирівнюванні концентрації по всьому середовищі.

  Приклади

  • Приклади осмосу: Приклади включають набухання еритроцитів при впливі прісної води та поглинання води кореневими волосками рослин. Щоб побачити легку демонстрацію осмосу, замочіть жувальні цукерки у воді.Гель цукерок діє як напівпроникна мембрана.
  • Приклади дифузії:Приклади дифузії включають запах парфумів, що заповнює всю кімнату, та рух невеликих молекул через клітинну мембрану. Однією з найпростіших демонстрацій дифузії є додавання у воду краплі харчового барвника. Хоча інші транспортні процеси справді відбуваються, дифузія є ключовим гравцем.

  Подібності

  Осмос і дифузія - пов'язані процеси, які мають схожість:

  • І осмос, і дифузія зрівнюють концентрацію двох розчинів.
  • І дифузія, і осмос є пасивними транспортними процесами, що означає, що вони вимагають введення додаткової енергії. Як при дифузії, так і при осмосі частинки переміщуються з області з більш високою концентрацією область з нижчою концентрацією.

  Відмінності

  Ось чим вони відрізняються:

  • Дифузія може відбуватися в будь-якій суміші, у тому числі включає напівпроникну мембрану, тоді як осмос завжди відбувається через напівпроникну мембрану.
  • Коли люди обговорюють осмос у біології, вони завжди мають на увазі рух води. У хімії можлива участь інших розчинників. У біології це різниця між двома процесами.
  • Одна велика різниця між осмосом і дифузією полягає в тому, що частинки розчинника та розчиненої речовини можуть вільно переміщатися при дифузії, але при осмосі тільки молекули розчинника (молекули води) перетинають мембрану. Це може збивати з пантелику, тому що, коли частинки розчинника переміщуються через мембрану від більш високої до нижчої концентрації розчинника , вони переміщаються від нижчої до вищої концентраціїрозчиненої речовини або від більш розбавленого розчину до більш концентрованого розчину.Це відбувається природним чином, тому що система прагне балансу або рівноваги. Якщо частинки розчиненої речовини не можуть перетнути бар'єр, єдиний спосіб зрівняти концентрацію з обох боків мембрани - це рух частинок розчинника всередину. Осмос можна розглядати як окремий випадок дифузії, при якому дифузія відбувається через напівпроникну мембрану і рухається тільки вода або інший розчинник.

  Дифузія проти осмосу
  Розповсюдження	Осмос
  Будь-який тип речовини переміщається з області з найбільшою енергією або концентрацією область з найменшою енергією або концентрацією.	Тільки вода або інший розчинник переміщається з високої енергії або концентрації в область нижчої енергії або концентрації.
  Дифузія може відбуватися в будь-якому середовищі, будь вона рідкою, твердою або газоподібною.	Осмос відбувається лише у рідкому середовищі.
  Для дифузії не потрібна напівпроникна мембрана.	Осмос вимагає напівпроникної мембрани.
  Концентрація дифузійної речовини вирівнюється, щоб заповнити доступний простір.	Концентрація розчинника не стає однаковою з обох боків мембрани.
  Гідростатичний тиск та тургорний тиск зазвичай не відносяться до дифузії.	Гідростатичний тиск та тургорний тиск перешкоджають осмосу.
  Дифузія не залежить від потенціалу розчиненої речовини, потенціалу тиску чи водного потенціалу.	Осмос залежить від розчиненого потенціалу.
  Дифузія переважно залежить від присутності інших частинок.	Осмос в основному залежить від кількості розчинених у розчиннику частинок розчиненої речовини.
  Дифузія – пасивний процес.	Осмос – пасивний процес.
  Рух при дифузії має зрівняти концентрацію (енергію) у всій системі.	Рух при осмосі прагне вирівняти концентрацію розчинника, хоч і не досягає цього.

  Ключові моменти

  Факти, які слід пам'ятати про дифузію та осмос:

  • Дифузія та осмос є пасивними транспортними процесами, які діють для вирівнювання концентрації розчину.
  • При дифузії частинки переміщаються з області з більш високою концентрацією в область з нижчою концентрацією, доки не буде досягнуто рівноваги. При осмосі є напівпроникна мембрана, тому тільки молекули розчинника можуть вільно переміщатися для вирівнювання концентрації.