Osmotiskt tryck och tonicitet

Osmotiskt tryck och tonicitet är ofta förvirrande för människor. Båda är vetenskapliga termer avseende tryck. Osmotiskt tryck är trycket för en lösning mot ett semipermeabelt membran för att förhindra att vatten strömmar inåt över membranet. Tonicitet är måttet på detta tryck. Om koncentrationen av lösta ämnen på båda sidorna av membranet är lika, finns det ingen tendens för vatten att röra sig över membranet och inget osmotiskt tryck. Lösningarna är isotiska med avseende på varandra. Vanligtvis finns det en högre koncentration av lösta ämnen på den ena sidan av membranet än den andra. Om du är oklar om osmotiskt tryck och tonicitet kan det bero på att du är förvirrad över hur skillnad mellan diffusion och osmos.

Diffusion är rörelsen av partiklar från ett område med högre koncentration till ett med lägre koncentration. Om du till exempel lägger till socker i vatten sprids sockret i vattnet tills koncentrationen av socker i vattnet är konstant i hela lösningen. Ett annat exempel på diffusion är hur doften av parfym sprider sig i ett rum.

Under osmosliksom med diffusion finns det en tendens hos partiklar att söka efter samma koncentration i hela lösningen. Emellertid kan partiklarna vara för stora för att korsa ett semipermeabelt membranseparationsområde i en lösning, så att vatten rör sig över membranet. Om du har en sockerlösning på ena sidan av ett semipermeabelt membran och rent vatten på andra sidan av membran, kommer det alltid att finnas tryck på vattensidan av membranet för att försöka späda ut sockret lösning. Betyder det att allt vatten kommer att rinna ut i sockerlösningen? Förmodligen inte, eftersom vätskan kan utöva tryck på membranet och utjämna trycket.

Som exempel, om du lägger en cell i färskt vatten, rinner vattnet in i cellen och får den att svälla. Kommer allt vatten att rinna in i cellen? Nej. Antingen kommer cellen att spricka eller så sväller den till en punkt där trycket som utövas på membranet överstiger trycket på vattnet som försöker komma in i cellen.

Naturligtvis liten joner och molekyler kan vara i stånd att korsa ett semipermeabelt membran, så lösta ämnen såsom små joner (Na⁺Cl^-) beter sig mycket som om de skulle göra om enkel diffusion skulle inträffa.

Toniciteten hos lösningar med avseende på varandra kan uttryckas som hypertonisk, isotonisk eller hypotonisk. Effekten av olika externa koncentrationer av löst ämne på röda blodkroppar fungerar som ett bra exempel för en hypertonisk, isotonisk och hypotonisk lösning.

När det osmotiska trycket i lösningen utanför blodcellerna är högre än det osmotiska trycket inuti de röda blodkropparna, är lösningen hypertonisk. Vattnet inuti blodcellerna lämnar cellerna i ett försök att utjämna det osmotiska trycket, vilket får cellerna att krympa eller skapa.

När det osmotiska trycket utanför de röda blodkropparna är detsamma som trycket inuti cellerna är lösningen isoton med avseende på cytoplasma. Detta är det vanliga tillståndet för röda blodkroppar i plasma.

När lösningen utanför de röda blodkropparna har ett lägre osmotiskt tryck än cytoplasman av röda blodceller, lösningen är hypoton med avseende på cellerna. Cellerna tar in vatten i ett försök att utjämna det osmotiska trycket, vilket får dem att svälla och potentiellt spricka.