Biofyzika

2.6.4 Osmotický tlak

Osmóza je pasivní transportní děj, který probíhá, jsou-li se dva roztoky s různou koncentrací rozpuštěných částic odděleny polopropustnou membránou, kterou může procházet rozpouštědlo, ale nemůže procházet daná rozpuštěná látka. Taková blána se jmenuje polopropustná (semipermeabilní). Tento děj se nazývá osmóza.
Voda totiž proudí do nádobky působením osmotického tlaku. Proti němu působí hydrostaticky tlak a v okamžiku, kdy roztok dosáhl takové výšky, že hydrostatický tlak se vyrovnal s daným osmotickým tlakem, dojde k zastavení osmózy. Osmotický tlak lze tedy definovat jako tlak potřebný k zastavení osmózy.
Roztok o nižším osmotickém tlaku se nazývá hypotonický, o vyšším osmotickém tlaku hypertonický. Rozpouštědlo proudí vždy směrem z hypotonického roztoku do hypertonického. Dva roztoky o stejném osmotickém tlaku se nazývají izotonické; mezi takovými k osmóze nedochází.
Velikost osmotického tlaku vystihují kvantitativně van´t Hoffovy zákony, které říkají, že za konstantní teploty T je osmotický tlak  přímo úměrný počtu částic v roztoku, tedy jeho molární koncentraci cm. To je opět závislost charakteristická pro všechny koligativní vlastnosti roztoku. Při dané koncentraci cm se osmotický tlak zvyšuje se vzrůstající teplotou t, Obecně je možné zapsat závislost osmotického tlaku na koncentraci a teplotě vztahem



Při stejných osmotických tlacích je ve stejných objemech různých roztoků při stejné teplotě stejný počet molekul rozpuštěných látek.
Protože o hodnotě osmotického tlaku rozhoduje počet částic v roztoku a nikoliv jejich velikost, budou pravé roztoky vykazovat vyšší osmotický tlak než koloidní roztoky, protože koloidní částice jsou sice relativně velké, avšak jejich koncentrace bývá většinou nižší než koncentrace molekul nebo iontů v pravých roztocích. U iontových roztoků, dokonale disociovaných, se každý iont uplatňuje jako samostatná částice, takže například zředěný roztok chloridu sodného dané molární koncentrace má stejný osmotický tlak jako roztok glukózy dvojnásobné molární koncentrace, protože každá molekula chloridu sodného se v roztoku rozpadne na dva ionty.
 
Význam osmotického tlaku pro živý organizmus
Živá buňka má cytoplazmu, v níž je určitý osmotický tlak, a obal – buněčná membrána se chová jako semipermeabilní membrána. Proto buňka může osmoticky vyměňovat vodu s prostředím, v němž se nachází. V hypertonickém prostředí propouští blána vodu z buňky ven, buňka zmenšuje svůj objem, smršťuje se. V hypotonickém prostředí naopak buňka přijímá vodu a zvětšuje svůj objem, což může vést k jejímu prasknutí. U červené krvinky mluvíme v tomto případě o hemolýze.
V organizmu dochází stále k novým biochemickým pochodům, takže stále probíhají koncentrační změny a látky procházejí stěnami buněk. Až po smrti dojde k úplnému vyrovnání osmotických tlaků.
Osmotický tlak tělních tekutin výše organizovaných živočichů mívá velmi konstantní hodnoty. Orgány jsou totiž schopné velmi účinně osmotický tlak regulovat – tento děj se nazývá osmoregulace. Největší úloha při osmoregulaci přísluší ledvinám. Vylučováním moče, často silně hypertonické vůči krvi, se udržují tělní tekutiny na konstantní hodnotě osmotického tlaku.
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše