Η οσμωτική πίεση και η τονικότητα συχνά προκαλούν σύγχυση στους ανθρώπους. Και οι δύο είναι επιστημονικοί όροι που σχετίζονται με την πίεση. Οσμωτική πίεση είναι η πίεση ενός διαλύματος έναντι μιας ημιπερατής μεμβράνης για να εμποδίζει το νερό να ρέει προς τα μέσα κατά μήκος της μεμβράνης. Η τοξικότητα είναι το μέτρο αυτής της πίεσης. Εάν η συγκέντρωση των διαλελυμένων ουσιών και στις δύο πλευρές της μεμβράνης είναι ίση, τότε δεν υπάρχει τάση να μετακινείται το νερό κατά μήκος της μεμβράνης και να μην υπάρχει οσμωτική πίεση. Οι λύσεις είναι ισοτονικές σε σχέση με το άλλο. Συνήθως, υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση διαλυμένες ουσίες στη μία πλευρά της μεμβράνης από την άλλη. Εάν δεν είστε σαφής για την οσμωτική πίεση και την τονικότητα, ίσως επειδή είστε μπερδεμένοι για το πώς διαφορά μεταξύ διάχυσης και όσμωσης.
Διάχυση έναντι όσμωσης
Διάχυση είναι η κίνηση των σωματιδίων από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Για παράδειγμα, εάν προσθέσετε ζάχαρη στο νερό, η ζάχαρη θα διαχέεται σε όλο το νερό μέχρι η συγκέντρωση της ζάχαρης στο νερό να είναι σταθερή σε όλη τη λύση. Ένα άλλο παράδειγμα διάχυσης είναι πώς το άρωμα του αρώματος απλώνεται σε ένα δωμάτιο.
Στη διάρκεια ώσμωση, όπως και με τη διάχυση, υπάρχει η τάση των σωματιδίων να αναζητούν την ίδια συγκέντρωση σε όλη τη λύση. Ωστόσο, τα σωματίδια μπορεί να είναι πολύ μεγάλα για να διασχίσουν μια ημιπερατή μεμβράνη που διαχωρίζει τις περιοχές ενός διαλύματος, έτσι το νερό κινείται κατά μήκος της μεμβράνης. Εάν έχετε ένα διάλυμα σακχάρου στη μία πλευρά μιας ημιδιαπερατής μεμβράνης και καθαρό νερό στην άλλη πλευρά του μεμβράνη, θα υπάρχει πάντα πίεση στην πλευρά του νερού της μεμβράνης για να προσπαθήσει να αραιώσει τη ζάχαρη λύση. Αυτό σημαίνει ότι όλο το νερό θα ρέει στο διάλυμα σακχάρου; Πιθανώς όχι, επειδή το υγρό μπορεί να ασκεί πίεση στη μεμβράνη, εξισώνοντας την πίεση.
Για παράδειγμα, αν βάζετε ένα κελί σε γλυκό νερό, το νερό θα ρέει μέσα στο κελί, προκαλώντας το να διογκωθεί. Θα ρέει όλο το νερό μέσα στο κελί; Όχι. Η κυψέλη θα σπάσει ή αλλιώς θα φουσκώσει σε σημείο όπου η πίεση που ασκείται πάνω στη μεμβράνη υπερβαίνει την πίεση του νερού που προσπαθεί να εισέλθει στο κελί.
Φυσικά, μικρό ιόντα και μόρια μπορεί να είναι σε θέση να διασχίσουν μια ημιπερατή μεμβράνη, έτσι διαλύματα όπως μικρά ιόντα (Na+, Cl-) συμπεριφέρονται σαν να έκαναν απλή διάχυση.
Υπερτονικότητα, ισοτονικότητα και υποτονικότητα
Η τονικότητα των διαλυμάτων σε σχέση με την άλλη μπορεί να εκφραστεί ως υπερτονική, ισοτονική ή υποτονική. Η επίδραση διαφόρων εξωτερικών συγκεντρώσεων διαλυτής ουσίας στα ερυθρά αιμοσφαίρια χρησιμεύει ως καλό παράδειγμα για μια υπερτονική, ισοτονική και υποτονική λύση.
Υπερτονική λύση ή υπερτονικότητα
Όταν η οσμωτική πίεση του διαλύματος εκτός των κυττάρων αίματος είναι υψηλότερη από την οσμωτική πίεση μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια, η λύση είναι υπερτονικό. Το νερό μέσα στα κύτταρα του αίματος εξέρχεται από τα κύτταρα σε μια προσπάθεια εξισορρόπησης της ωσμωτικής πίεσης, προκαλώντας τη συρρίκνωση ή τη δημιουργία των κυττάρων.
Ισοτονική λύση ή ισοτονικότητα
Όταν η οσμωτική πίεση έξω από τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι ίδια με την πίεση μέσα στα κύτταρα, το διάλυμα είναι ισοτονικό σε σχέση με το κυτταρόπλασμα. Αυτή είναι η συνήθης κατάσταση των ερυθρών αιμοσφαιρίων στο πλάσμα.
Υποτονικό διάλυμα ή υποτονικότητα
Όταν το διάλυμα έξω από τα ερυθρά αιμοσφαίρια έχει χαμηλότερη οσμωτική πίεση από το κυτόπλασμα απο ερυθρά αιμοσφαίρια, η λύση είναι υποτονική σε σχέση με τα κύτταρα. Τα κύτταρα παίρνουν νερό σε μια προσπάθεια να εξισορροπήσουν την ωσμωτική πίεση, προκαλώντας τους να διογκωθούν και ενδεχομένως να σκάσουν.