Definição de pressão osmótica
A pressão osmótica pode ser pensada como a pressão que seria necessária para impedir que a água se difunda através de uma barreira por osmose. Em outras palavras, refere -se a quão difícil a água “empurraria” para atravessar a barreira, a fim de se difundir para o outro lado.
A pressão osmótica é determinada pela concentração de soluto – a água “tentará mais” para se difundir em uma área com uma alta concentração de um soluto, como um sal, do que em uma área com baixa concentração.
Na realidade, é claro, a pressão osmótica não é um “desejo” de água para se mover, mas uma extensão da lei natural de que toda a matéria se tornará distribuída aleatoriamente ao longo do tempo. Quando as concentrações de substâncias são diferentes em duas áreas e as áreas têm contato entre si, o movimento aleatório das partículas fará com que as substâncias se difuçem até que a solução seja uniforme em toda a área.
Osmose é a difusão particular da água através de uma membrana semi-permeável. Portanto, no caso da osmose, os solutos não podem se mover porque não podem passar pela membrana. No entanto, a água pode se mover, e passa – passando pela membrana para uma área com maior concentração de soluto.
Isso pode fazer com que o volume total de água em cada lado da membrana mude: o lado da membrana com mais solutos pode acabar com muito mais água. Isso pode levar a problemas para as células, como estourar (se muita água se mover para a célula) ou se tornar desidratada (se muita água se mover).
Esse é um fator muito importante na biologia, porque o ambiente intracelular é diferente do ambiente extracelular. Se o ambiente extracelular mudar, poderá fazer com que a água flua ou nossas células.
Alguns organismos, como plantas que usam pressão osmótica para mover a água, aproveitaram esse princípio. Mas também pode ameaçar a saúde das células e organismos quando há muita ou pouca água no ambiente extracelular em comparação com o interior da célula.
Equação de pressão osmótica
A pressão osmótica pode ser calculada usando a seguinte equação:
π = mrt
Nesta equação:
Pi
É importante ressaltar que π não é igual a 3,14 … nesta equação!
Em vez disso, aqui “π” é o símbolo usado para denotar pressão osmótica. Você pode pensar nessa equação como resolvendo “π”, assim como a solução de x.
Não há nada de especial no símbolo “π”, exceto que é o símbolo que os químicos concordaram internacionalmente em significar pressão osmótica.
M
M é a concentração molar do soluto. A concentração molar refere -se ao número real de átomos, íons ou moléculas do soluto.
Isso é importante porque é o número de partículas que determinam como as partículas interagem na osmose – não no volume ou peso.
Quanto uma toupeira – uma unidade de medição de partículas – pesa ou quanto volume ela leva, variará dependendo do peso molecular e da densidade do soluto.
R
R é a constante de gás ideal.
Embora a constante de gás ideal tenha sido criada para se referir a gases e como eles se difundem e se comportam, ele também se aplica aos líquidos.
Na química, líquidos e gases são considerados “fluidos” – partículas capazes de difundir livremente, em oposição aos sólidos, cujas partículas são mantidas em vigor por ligações fortes.
T
T é a temperatura em graus Kelvin.
Um grau Kelvin é o mesmo que um grau Celsius – mas há uma diferença importante entre os dois sistemas de medição.
A temperatura é uma medida da energia nas moléculas. Em temperaturas mais altas, as moléculas se movem mais rapidamente; Em temperaturas mais baixas, elas se movem mais devagar. É por isso que a temperatura é tão importante para essa equação: as partículas mais rápidas estão passando por um movimento molecular aleatório, mais rápido eles se difundirão.
Em Celsius, os “graus zero” são considerados o ponto de congelamento da água. Este é um número arbitrário escolhido pelos cientistas porque a água congelante é um fenômeno comum. As temperaturas de Celsius podem ser positivas (acima de zero) ou negativas (abaixo de zero).
Mas em Kelvin, “graus zero” é a temperatura na qual não ocorre movimento molecular. Na verdade, isso é absoluto zero – é impossível ficar mais frio do que “sem movimento molecular”.
Como resultado, Kelvin é usado em muitas equações químicas, porque é uma medida absoluta de calor. Se uma substância estiver em 300 graus Kelvin, você sabe exatamente quanto calor está na substância: 300 Kelvins Total.
Isso é muito melhor para os cientistas do que calcular com base em Celsius, e ter que descobrir quanto calor está em água em “-30 Celsius”, por exemplo.
Curiosidade: Zero Absoluto -Zero Kelvin -é -273,15 graus Celsius. Outra maneira de dizer que é que zero graus Celsius – o ponto de congelamento da água – ocorre a 273,15 Kelvins.
Exemplos de pressão osmótica
Plantas murchas
Muitas plantas realmente usam pressão osmótica para manter a forma de suas hastes e folhas.
Se você manteve plantas em vasos, provavelmente sabe que suas plantas podem ficar muito murchas muito rapidamente se não forem regadas. Mas poucos minutos depois de regar, eles podem se animar de volta!
Isso ocorre porque as hastes e folhas de muitas plantas são essencialmente “infladas” pela pressão osmótica – os sais nas células fazem com que a água seja desenhada através da osmose, tornando a célula gorda e firme.
Se não houver água suficiente, a planta murchará porque suas células estão se tornando “esvaziadas”. Em termos científicos, eles são “hipertônicos” – o que significa “a concentração de soluto é muito alta”.
As plantas também podem demonstrar o poder da pressão osmótica à medida que crescem.
Você pode ter visto plantas surgindo através do asfalto ou raízes de árvores crescendo através de tijolos ou concreto.
Isso também é possível pela pressão osmótica: à medida que as plantas crescem, suas células desenham mais água. A pressão lenta, mas inexorável, da água que se move através das membranas das células da planta pode realmente empurrar o asfalto!
Efeitos da desidratação – e sobre -hidratação
Todos conhecemos os perigos da desidratação, onde a falta de água pode causar efeitos perigosos em nosso corpo. O que talvez não percebemos é que esses efeitos estão diretamente relacionados à pressão osmótica.
Quando nosso corpo não tem água suficiente, a água pode realmente sair de nossas células para o sangue. Isso pode fazer com que as concentrações de sais e outros solutos em nossas células se tornem muito altos, interferindo na função celular.
Quando bebemos água, a água entra no corpo através de nossas corrente sanguínea e é capaz de se difundir de volta às nossas células através da osmose, restaurando sua função adequada.
O oposto também é possível: é realmente possível morrer de beber muita água.
É difícil “overdose” acidentalmente na água, mas em casos extremos, como concursos de beber água, é possível beber tanta água que ela se difunde em suas células. Em casos extremos, isso pode causar inchaço do cérebro.
A reidratação rápida após a desidratação grave pode ser perigosa pela mesma razão. É aconselhável empreender a reidratação lentamente, porque o preenchimento de células desidratadas repentinamente com grandes volumes de água pode fazer com que elas explodissem!
O gráfico abaixo mostra como a desidratação – ou a sobre -hidratação – pode afetar nossas células sanguíneas, fazendo com que elas se murchem ou explodissem:
Termos de biologia relacionados
- Difusão – um processo pelo qual fluidos e solutos se distribuem uniformemente através do movimento molecular aleatório.
- Temperatura – uma medida da energia cinética média das partículas em uma substância. As substâncias “mais quentes” têm mais movimento de partículas, enquanto as substâncias “mais frias” têm menos.
- Água – O “solvente universal”, no qual a vida na Terra se baseia. As propriedades únicas da água o tornam um portador ideal para as moléculas da vida, como açúcares, aminoácidos e ácidos nucleicos.
Questionário
1. Qual das alternativas a seguir não é verdadeira para a osmose? A. refere-se especificamente ao movimento da água através de uma membrana semi-permeável. B. Só pode ocorrer onde há uma membrana permeável à água. C. Pode se aplicar a qualquer processo de difusão que envolva água. D. Nenhuma das opções acima.
Resposta à pergunta nº 1
C está correto. Osmose refere-se apenas à difusão da água através de uma membrana semi-permeável. Outros tipos de difusão, como difusão sem membrana, não são osmose.
2. Qual das alternativas a seguir não é uma variável na equação para pressão osmótica? A. π – o valor 3,14… B. m – A concentração molar do soluto. C. R – A Lei Ideal de Gás. D. T – A temperatura da solução em graus Kelvin.
Resposta à pergunta nº 2
A está correto. Isso é complicado! Embora o símbolo “π” apareça na equação para pressão osmótica, aqui não significa o valor “3.14 …” usado na geometria. Em vez disso, é simplesmente usado como o símbolo que representa a solução para a sua equação – a pressão osmótica da sua solução. Aqui, o valor de “π” é qualquer que seja a pressão osmótica.
Em vez disso, é simplesmente usado como o símbolo que representa a solução para a sua equação – a pressão osmótica da sua solução. Aqui, o valor de “π” é qualquer que seja a pressão osmótica.
Última atualização em 19 de agosto de 2022