Ofte hører vi om osmose i forbindelse med en ny teknologi - f.eks. vandfiltrering og -rensning. Reklamerne får processen til at lyde som noget nyt og ærefrygtindgydende, hvilket er en sikker tillidsskabende faktor.

Den vækker bestemt ærefrygt, ikke så meget på grund af processen som på grund af resultaterne. Det er imidlertid ikke nogen ny opdagelse; vores natur og selv vores egen krop har opretholdt sig selv gennem osmose siden tidernes morgen.

De vigtiste aspekter ved osmose 
Osmose og diffusion ligner hinanden;osmose er kendetegnet ved en permeabel barriere
Der er to hovedfaktorer, der påvirker osmose:koncentrationsgradienten og det osmotiske tryk
Osmose opfylder en primær funktion:udligning af koncentrationer af opløste stoffer på tværs af en semi-permeabel barriere
Osmose spiller en afgørende rolle i biologiske funktioner:vand kommer ind i og forlader cellerne ved osmose

Det er klart, at osmose er en vigtig proces i alle videnskaber og især i biologien. Så lad os starte med et bredt kig på osmose og indsnævre vores fokus til, hvad du har brug for at vide om osmose til din studentereksamen i biologi, og slutte af med at gøre forskellen mellem diffusion og osmose klar.

De bedste undervisere i biologi
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Julie
5
5 (1 anmeldelser)
Julie
218kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathilde
5
5 (3 anmeldelser)
Mathilde
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (4 anmeldelser)
Mathias
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Farida
5
5 (3 anmeldelser)
Farida
140kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Cecilie
Cecilie
179kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Lasse
5
5 (1 anmeldelser)
Lasse
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Julie
5
5 (1 anmeldelser)
Julie
218kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathilde
5
5 (3 anmeldelser)
Mathilde
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (4 anmeldelser)
Mathias
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Farida
5
5 (3 anmeldelser)
Farida
140kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Cecilie
Cecilie
179kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Lasse
5
5 (1 anmeldelser)
Lasse
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

Hvad er osmose?

Generelt set er osmose den handling, hvor koncentrationer af opløste stoffer udlignes på begge sider af en halvgennemtrængelig barriere.

Hvis den ene side har en høj koncentration af opløste stoffer, må der være mindre vand til stede. Hvis der på den anden side af den halvpermeable barriere er en lavere koncentration af opløste stoffer - og dermed et højere potentiale for vand - vil vandmolekyler krydse barrieren for at gøre koncentrationen af opløste stoffer lige stor på begge sider.

Et vandfiltreringsystem hjælper os med at besvare spørgsmålet: Hvad er osmose?
Mange vandfiltreringssystemer bruger en omvendt osmoseproces til at rense vandet. (Kilde: Ivan Bandura, Unsplash)

Husk, at osmose er en meget anvendt proces i fremstillingsindustrien og andre aspekter af vores dagligdag; det er også en ofte anvendt proces i kemiske undersøgelser og anvendelser. Ofte bruger disse osmoseprocesser opløsningsmidler og opløsningsstoffer - derfor er disse ord brugt i den generelle beskrivelse ovenfor.

I biologien henviser osmose til vandmolekylers nettobevægelse gennem cellemembraner.

Vi vil fokusere på osmose i biologien om lidt; lad os nu fortsætte med vores generelle oversigt over osmose; nemlig det specifikke ordforråd for dette fænomen.

  • osmotisk tryk: det minimumstryk, der er nødvendigt for at forhindre indadgående strømning gennem den semipermeable membran
  • osmotisk gradient: forskellen mellem to opløsningers koncentration på tværs af membranen
  • turgortryk: den kraft, der presser plasmamembranen i cellen mod cellevæggen
  • hypotonisk: cellen får vandmolekyler tilført
  • isotonisk: ingen nettobevægelse af vand på tværs af membranen
  • hypertonisk: cellen mister vandmolekyler
  • plasmolyseret: cellens tilstand, når den er hypertonisk
  • slap: cellens tilstand, når den er isotonisk
  • turgid: cellens tilstand, når den er hypotonisk

Med dette ordforråd på plads skal vi, inden vi går videre til strukturen af plante- og dyreceller, der muliggør osmose, se på nogle faktorer, der kan påvirke processen.

Faktorer, der påvirker osmose

To hovedfaktorer påvirker den osmotiske proces: koncentrationsgradienten - også kaldet den osmotiske gradient - og det osmotiske tryk. Vi gav en kort definition af begge i det foregående afsnit. Lad os nu tale mere detaljeret om dem.

Koncentrationsgradient

Koncentrationsgradienten vedrører koncentrationen af partikler, der er opløst i en opløsning; især forskellen mellem koncentrationsprocenterne. Denne tilstand foreligger, når der er en højere koncentration af opløste stoffer på den ene side af en semipermeabel membran end på den anden side.

Forestil dig, at du lige har tilsat en smule salt til et glas vand. Det punkt, hvor du har indført saltet, har en højere koncentrationsgradient end andre steder i vandet, og efterhånden som det synker til bunds og ophobes, er det der, koncentrationen er højest. Når du så rører saltet i vandet, spredes disse molekyler, og i sidste ende fordeles saltet jævnt i hele vandet.

På det tidspunkt siger man, at opløsningen har nået ligevægt.

Celler bruger koncentrationsgradienter til at flytte et stof ind i eller ud af deres celler. Den lagrede energi, der er indbygget i koncentrationsgradienter, anvendes til dette formål.

Det måske mest indlysende eksempel på en sådan anvendelse sker under en af vores mest vitale og grundlæggende funktioner: vejrtrækning. Det er ganske vist et eksempel på gas, der afspejler en koncentrationsgradient, men det kan tjene til at illustrere princippet.

Ilt følger reglerne for koncentrationsgradienter, ligesom opløste stoffer gør det. Den diffunderer også til områder med lav koncentration fra områder med høj koncentration. Det er sådan, at vores blodceller får ilt på deres vej gennem lungerne. Senere, når disse celler løber gennem vores krop, mister de deres iltindhold; denne gas diffunderer igen fra et område med høj koncentration (cellerne) til områder med lav koncentration - vores organer og væv.

En trykmåler, der kontrollerer det osmotiske tryk
Mange osmosesystemer har trykmålere til kontrol af det osmotiske tryk. (Kilde:Robert Anasch, Unsplash)
De bedste undervisere i biologi
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Julie
5
5 (1 anmeldelser)
Julie
218kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathilde
5
5 (3 anmeldelser)
Mathilde
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (4 anmeldelser)
Mathias
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Farida
5
5 (3 anmeldelser)
Farida
140kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Cecilie
Cecilie
179kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Lasse
5
5 (1 anmeldelser)
Lasse
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Bent
5
5 (9 anmeldelser)
Bent
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Julie
5
5 (1 anmeldelser)
Julie
218kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathilde
5
5 (3 anmeldelser)
Mathilde
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Mathias
5
5 (4 anmeldelser)
Mathias
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Farida
5
5 (3 anmeldelser)
Farida
140kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Cecilie
Cecilie
179kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Lasse
5
5 (1 anmeldelser)
Lasse
150kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Frederik
5
5 (4 anmeldelser)
Frederik
160kr
/t
Gift icon
1. undervisning gratis!
Kom i gang

Osmotisk tryk

Osmotisk tryk er ganske enkelt, hvor hårdt vandet skal presse for at komme igennem en semi-permeabel barriere. Dette tryk bestemmes af koncentrationen af opløst stof. Vand vil arbejde hårdere for at få adgang til et område med en højere koncentration af opløst stof.

Vand har naturligvis ingen selvstændig vilje eller viden om gradienterne for opløste stoffer; det adlyder blot de naturlove, der dikterer den tilfældige fordeling af stof.

Den ligning, der anvendes til at beregne det osmotiske tryk, er π = MRT

Det er ganske vist symbolet for Pi, men i denne ligning repræsenterer det ikke denne værdi. Det blev vedtaget ved enighed. Kemikere er alle enige om, at det er et godt udtryk for det osmotiske tryk. At løse π er i dette tilfælde det samme som at løse X i enhver anden algebraisk ligning.

På den anden side af lighedstegnet finder vi M (molær koncentration), R (idealgaskonstant) og T (temperatur [kelvin]). Du behøver måske ikke at foretage nogen beregninger af osmotisk tryk, men du har brug for mindst ét eksempel, der perfekt illustrerer begrebet.

Bliver det for kompliceret, når der pludselig bliver matematik involveret, kan du få hjælp med et kursus biologi. Din lærer vil kunne hjælpe dig med at forbinde de to fagområder nemt og enkelt.

Osmose i biologien

Har du nogensinde været på ferie og ved din hjemkomst fundet dine planter helt visne? Men efter at du har givet dem vand, er de så kommet op igen ... det er et eksempel på osmotisk tryk.

Planter bruger osmotisk tryk til at holde deres form. Vandet "puster cellerne op" og giver dem plads nok til at fungere ordentligt. En velvandet plante med livligt grønne blade og fyldige stængler er isotonisk. En plante, der visner, er hypertonisk - vandet er flyttet ud af cellerne, og koncentrationen af opløste stoffer er nu for høj.

Når du bliver dehydreret, gennemgår cellerne i din krop den samme proces: vandmolekyler fra muskler og andre organer overføres til dine blodceller via osmose, fordi de er hypertoniske. Det efterlader en høj koncentration af opløste stoffer i disse celler, en tilstand, der kan forstyrre deres funktion.

Det ville være nyttigt at kende cellestrukturernes funktion for at forstå dette koncept fuldt ud, ikke sandt?

I modsætning til at vande planter generøst, kan vi ikke bare hælde spandevis af vand ned i halsen og håbe på øjeblikkelige resultater. Virkningerne kan være direkte farlige. Langsom rehydrering er nødvendig for at give vores celler tid til at tilpasse sig til det osmotiske tryk.

Glas i et laboratorie til et eksperiment for osmose
Kartoffeleksperimentet, som her er udført med en rødbede, er et populært osmoseeksperiment. (Kilde: Elevate, Unsplash)

Osmoseeksperimentet med kartofler

Skiver (eller cylindre) af kartofler eller rødbeder i forskellige grader af salt- eller sukkervand er et sjovt eksperiment, der demonstrerer virkningerne af osmose.

Til dette eksperiment skal du bruge flere reagensglas - et med bare vand og de andre med stadig højere procentdele salt eller sukker. Røret med rent vand tjener som kontrol; de andre viser, hvor hurtigt vandet bevæger sig ud af kartoffel- eller roecylinderen.

Jo højere koncentrationen af salt eller sukker er, jo hurtigere vil kartoffelprøven "tømme sig". Snart vil du se dine kartoffelcylindre krympe, og når du har fisket dem op af deres reagensglas og vejet dem, vil du opdage, at deres vægt også er faldet.

For at udføre dette eksperiment skal du skære strimler af en kartoffel og tørre dem af. Sæt dine reagensglas op, og noter koncentrationen af opløst stof i procent på hvert reagensglas. Det er også en god idé at lave en tabel, hvor du kan registrere dine observationer.

Lad dine kartoffel- eller rødbede-strimler hvile i deres opløsninger i 20 minutter, og træk dem derefter ud, tør dem og tag deres vægt. Hvad var dine resultater?

Det er ikke nok kun at lave eksperimentet en enkelt gang. For at opnå virkelig videnskabelige resultater bør du gentage forsøget for at se, om du får nogenlunde de samme resultater. Først da har du fået bevis for, at vandet i kartoffelcellerne har bevæget sig ind i opløsningen for at udligne balancen mellem de opløste stoffer.

Forskellen mellem diffusion og osmose

Når du bladrer i din lærebog i biologi eller læser Bitesize, har du måske bemærket, at "diffusion" og "osmose" tilsyneladende bruges vilkårligt. Hvis det har fået dig til at tage dig til hovedet, er du ikke alene: Mange forstår ikke helt forskellen mellem diffusion og osmose.

I princippet er de to udtryk for det samme, nemlig at udligne koncentrationen af opløste stoffer. Men mens diffusion kan finde sted under alle forhold, finder osmose kun sted, når der er en halvpermeabel barriere, der skal passeres.

Ud over tilstedeværelsen af en sådan membran er den største forskel mellem diffusion og osmose, at det i sidstnævnte tilfælde kun er vand, der krydser membranen. Ved diffusion bevæger både partiklerne af opløst stof og opløsningsmiddel sig for at udligne koncentrationsgradienten.

Husk på, at osmose på andre områder og i andre videnskaber foregår ved hjælp af andre opløsningsstoffer. I biologien er den pågældende opløste stof imidlertid kun vand.

I alle tilfælde kan osmose betragtes som en særlig form for diffusion, som kræver tilstedeværelsen af en halvpermeabel membran, som kun opløsningsstoffet kan passere.

>

Platformen der forbinder undervisere og elever

Første undervisning gratis

Kunne du lide denne artikel? Skriv en anmeldelse!

5,00 (1 anmeldelse(r))
Loading...

Adil

Adil bor i København, hvor hun arbejder som freelanceoversætter og underviser i dansk. Udover dansk taler Adil også engelsk, russisk og tysk. Når Adil ikke arbejder elsker hun at rejse, løbe og dyrke yoga.