П.1.5.2. осмос
Осмос - це перехід молекул розчинника з області з більш високою їх концентрацією в область з більш низькою концентрацією через напівпроникну мембрану. У всіх біологічних системах розчинником служить вода.
Деякі мембрани (їх і називають зазвичай напівпроникними) пропускають тільки молекули розчинника, затримуючи всі молекули або іони розчиненої речовини. Однак мембрани живих клітин пропускають певні молекули або іони розчинених речовин, проявляючи в цьому відношенні вибірковість, яка залежить від природи мембрани. Такі мембрани називають не напівпроникними, а диференційно або вибірково проникними.
Припустимо, що водний розчин А з високою концентрацією розчиненої речовини відділений вибірково проникною мембраною від водного розчину В з низькою концентрацією цієї речовини. Розчин А по відношенню до розчину В є гіпертонічним, а розчин В по відношенню до розчину А - гіпотонічним. У цих умовах буде спостерігатися реальне переміщення молекул води (т. Е. Розчинника) через мембрану; молекули води переходитимуть з гипотонического розчину в гіпертонічний шляхом осмосу. Це буде відбуватися до тих пір, поки не настане рівновага, після чого реального переміщення води спостерігатися вже не буде - розчини стануть ізотонічними (рівними по концентрації).
У наведеному прикладі вода рухається від В до А, тому що концентрація води в В вище, ніж в А. Іншими словами, вода рухається шляхом дифузії. Осмос тому найкраще розглядати як особливий вид дифузії, при якому рівновага досягається за рахунок переміщення одних тільки молекул розчинника. Вплив на еритроцити гипотонического, ізотонічного і гіпертонічного розчинів показано на рис. Д.1.3.
Морська вода гіпертонічності для більшості живих організмів (солоність: 34,5 частин на тисячу), а прісна вода для всіх організмів гіпотонічно (солоність: <0,5 частини на тисячу). Тому тварини і рослини, що мешкають в гирлах річок, стикаються з особливими проблемами. Про природу цих проблем і про те, як вони вирішуються, розказано в розд. 19.3.4.
Якщо який-небудь розчин відділений вибірково проникною мембраною від чистої води, то гідростатичний тиск, який необхідно прикласти, щоб запобігти осмотичний надходження води в розчин, називають осмотичним тиском цього розчину. Чим вище концентрація розчину, тим вище його осмотичний тиск. Виміряти осмотичнийтиск будь-якого розчину як реальний тиск можна тільки в приладі, який називається осмометром. У звичайних умовах осмотичний тиск розчину - це потенційний тиск; тому замість терміна "осмотичнийтиск" краще було б вживати термін "осмотический потенціал". Осмотический потенціал, що позначається грецькою буквою π (пі), прийнято виражати негативною величиною (розд. 14.1.2). Для молярного розчину сахарози, наприклад, при 20 ° С осмотичний тиск дорівнює 3510 кПа, а осмотичний потенціал дорівнює - 3510 кПа. Чим концентрированнее розчин, тим вище його осмотичний тиск і тим нижче його осмотичний потенціал. На жаль, терміни "осмотичнийтиск" і "осмотический потенціал" часто вживають, без різниці їх, і тоді помилково приписують більш концентрованих розчинів і більш високий осмотичний потенціал. З цієї причини, а також тому, що в рівняннях зручніше оперувати позитивними величинами, ми в нашій книзі всюди користуємося терміном "осмотичнийтиск".
