Osmotischer Druck und Tonizität

Osmotischer Druck und Tonizität verwirren die Menschen oft. Beides sind wissenschaftliche Begriffe zum Thema Druck. Osmotischer Druck ist der Druck einer Lösung gegen eine semipermeable Membran, um zu verhindern, dass Wasser über die Membran nach innen fließt. Die Tonizität ist das Maß für diesen Druck. Wenn die Konzentration an gelösten Stoffen auf beiden Seiten der Membran gleich ist, besteht keine Tendenz zur Bewegung von Wasser über die Membran und kein osmotischer Druck. Die Lösungen sind zueinander isotonisch. Normalerweise gibt es auf einer Seite der Membran eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen als auf der anderen. Wenn Sie sich über den osmotischen Druck und die Tonizität nicht sicher sind, kann dies daran liegen, dass Sie sich nicht sicher sind, wie der Unterschied zwischen Diffusion und Osmose ist.

Diffusion versus Osmose

Die Diffusion ist die Bewegung von Partikeln aus einem Bereich höherer Konzentration in einen Bereich niedrigerer Konzentration. Wenn Sie beispielsweise Wasser Zucker hinzufügen, verteilt sich der Zucker im gesamten Wasser, bis die Konzentration des Zuckers im Wasser in der gesamten Lösung konstant ist. Ein weiteres Beispiel für Diffusion ist, wie sich der Duft von Parfüm in einem Raum ausbreitet.

Während der Osmose besteht wie bei der Diffusion die Tendenz, dass Partikel in der gesamten Lösung die gleiche Konzentration anstreben. Die Partikel können jedoch zu groß sein, um eine semipermeable Membran zu durchqueren, die Bereiche einer Lösung trennt, sodass sich Wasser über die Membran bewegt. Wenn Sie eine Zuckerlösung auf einer Seite einer semipermeablen Membran und reines Wasser auf der anderen Seite der Membran haben, wird immer Druck auf die Wasserseite der Membran ausgeübt, um zu versuchen, die Zuckerlösung zu verdünnen. Bedeutet dies, dass das gesamte Wasser in die Zuckerlösung fließt? Wahrscheinlich nicht, da die Flüssigkeit möglicherweise Druck auf die Membran ausübt und den Druck ausgleicht.

Wenn Sie beispielsweise eine Zelle in frisches Wasser legen, fließt das Wasser in die Zelle und lässt sie anschwellen. Wird das gesamte Wasser in die Zelle fließen? Nein. Entweder platzt die Zelle oder sie quillt bis zu einem Punkt auf, an dem der auf die Membran ausgeübte Druck den Druck des Wassers übersteigt, das versucht, in die Zelle einzudringen.

Natürlich können kleine Ionen und Moleküle eine semipermeable Membran passieren, also gelöste Stoffe wie kleine Ionen (Na⁺, Cl^-) verhalten sich ähnlich wie bei einer einfachen Diffusion.

Hypertonizität, Isotonizität und Hypotonizität

Die Tonizität von Lösungen in Bezug aufeinander kann als hypertonisch, isotonisch oder hypotonisch ausgedrückt werden. Die Auswirkung unterschiedlicher externer Konzentrationen gelöster Stoffe auf rote Blutkörperchen ist ein gutes Beispiel für eine hypertonische, isotonische und hypotonische Lösung.

Hypertonische Lösung oder Hypertonizität

Wenn der osmotische Druck der Lösung außerhalb der Blutkörperchen höher ist als der osmotische Druck innerhalb der roten Blutkörperchen, ist die Lösung hypertonisch. Das Wasser in den Blutzellen tritt aus den Zellen aus, um den osmotischen Druck auszugleichen, wodurch die Zellen schrumpfen oder sich bilden.

Isotonische Lösung oder Isotonizität

Wenn der osmotische Druck außerhalb der roten Blutkörperchen dem Druck innerhalb der Zellen entspricht, ist die Lösung in Bezug auf das Zytoplasma isotonisch. Dies ist der übliche Zustand roter Blutkörperchen im Plasma.

Hypotonische Lösung oder Hypotonizität

Wenn die Lösung außerhalb der roten Blutkörperchen einen niedrigeren osmotischen Druck als das Zytoplasma der roten Blutkörperchen aufweist, ist die Lösung in Bezug auf die Zellen hypoton. Die Zellen nehmen Wasser auf, um den osmotischen Druck auszugleichen, wodurch sie anschwellen und möglicherweise platzen.