Osmose | de beweging van oplosmiddel (vloeistof) moleculen door een membraan
Osmose (/ɒzˈmoʊ.sɪs/) is de beweging van moleculen van oplosmiddelen (vloeistoffen) door een membraan, van de ene oplossing naar de andere, die gebeurt zonder kracht van buitenaf.
Het oplosmiddel zal zich verplaatsen naar de kant met een hogere concentratie opgeloste deeltjes - en dus een lagere concentratie oplosmiddel. Dit gebeurt omdat het membraan selectief doorlaatbaar is: het oplosmiddel kan erdoor, maar de opgeloste deeltjes niet. De oplosmiddelmoleculen bewegen willekeurig, en zo worden de concentraties aan beide zijden gelijker.
Osmose kan arbeid verrichten. Osmotische druk is de externe druk die moet worden uitgeoefend zodat er geen netto beweging van oplosmiddel over het membraan plaatsvindt. De osmotische druk hangt af van de molaire concentratie van het oplosmiddel.
Osmose is belangrijk in biologische (levende) systemen, omdat biologische membranen semipermeabel zijn. In het algemeen zijn deze membranen ondoordringbaar voor grote moleculen zoals ionen, eiwitten en polysacchariden. Ze zijn wel permeabel voor apolaire of hydrofobe moleculen zoals lipiden en kleine moleculen zoals zuurstof, kooldioxide, stikstof en stikstofoxide. De permeabiliteit hangt af van de oplosbaarheid, lading of chemie, maar ook van de grootte van de oplossing. Watermoleculen verplaatsen zich door het plasmamembraan, de vacuole of het protoplast door diffusie over de fosfolipidenlaag.
Osmose is de belangrijkste manier om water in en uit de cellen te krijgen. De turgordruk van een cel wordt grotendeels in stand gehouden door osmose over het celmembraan tussen het inwendige van de cel en zijn omgeving.
Het proces van osmose over een semi-permeabel membraan. De blauwe stippen stellen deeltjes voor die de osmotische gradiënt aandrijven.
Dit is een opname van een driedimensionale computersimulatie van het osmoseproces. Het blauwe gaas is ondoordringbaar voor de grotere ballen, maar de kleinere kunnen er wel doorheen. Alle ballen stuiteren rond
Hypotoon, isotoon en hypertoon
Oplossingen kunnen meer of minder oplosmiddel per eenheid oplosmiddel bevatten. De oplossing met minder wordt hypotoon genoemd. Als de twee oplossingen een gelijke concentratie hebben, zijn ze isotoon. De oplossing met meer is hypertoon. Wanneer de hypotone oplossing zich buiten de cel bevindt en de hypertone oplossing binnen de cel, raakt de cel opgezwollen en vervormd.
Plantencel in verschillende omgevingen
Effect van verschillende oplossingen op bloedcellen
Celmembranen
Het plasmamembraan van een cel is semi-permeabel, wat betekent dat het bepaalde moleculen doorlaat. Het laat kleine moleculen door, maar blokkeert grotere moleculen. Het membraan heeft ook poorten of toegangspoorten die bepaalde macromoleculen doorlaten. Dit is actief transport, dat energie gebruikt en selectief is. Het is de buitenste bekleding van de dierlijke cel, gemaakt van eiwitten en lipiden. Voorbeeld: uitwisseling van gassen zoals zuurstof en koolstofdioxide.
Vragen en antwoorden
V: Wat is osmose?
A: Osmose is de beweging van oplosbare (vloeibare) moleculen door een membraan, van de ene oplossing naar de andere, zonder een kracht van buitenaf. Het oplosmiddel zal zich verplaatsen naar de kant met een hogere concentratie opgeloste stoffen en een lagere concentratie oplosmiddel.
V: Hoe werkt osmose?
A: Osmose werkt omdat het membraan selectief permeabel is, waardoor het oplosmiddel wordt doorgelaten, maar de opgeloste stof niet. De oplosmiddelmoleculen bewegen willekeurig en zo worden de concentraties aan beide zijden gelijker. Er kan osmotische druk worden uitgeoefend zodat er geen netto beweging van oplosmiddel over het membraan is.
V: Welke factoren beïnvloeden de permeabiliteit in biologische membranen?
A: De permeabiliteit in biologische membranen hangt af van de oplosbaarheid, lading of chemie en de grootte van het oplosmiddel.
V: Hoe bewegen watermoleculen door biologische membranen?
A: Watermoleculen verplaatsen zich door biologische membranen door diffusie over de fosfolipidenlaag.
V: Welke rol speelt osmose in levende systemen?
A: In levende systemen zorgt osmose ervoor dat water de cellen in en uit gaat en helpt het de turgordruk in de cellen te handhaven door een evenwicht te creëren tussen het inwendige van de cel en zijn omgeving.
V: Hoe beïnvloedt de molaire concentratie de osmotische druk?
A: De osmotische druk hangt af van de molaire concentratie van het oplosmiddel; bij hogere concentraties is meer externe druk nodig om geen netto beweging van oplosmiddel over het membraan te krijgen.
