Razlika između inačica stranice »Suradnik:Drago Karlo/Stranica za vježbanje«

bez sažetka
*'''Osmoza''' je spontani proces prolaska vode (otapala) iz otopine manje koncentracije u otopinu veće koncentracije kroz ''polupropusnu membranu'', koja ne propušta čestice otopljene tvari, pri čemu se koncentracije obiju otopina izjednačavaju. <ref>[http://proleksis.lzmk.hr/40068/] Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Proleksis enciklopedija, mrežno izdanje: Osmoza, pristupani 8. 4. 2017.</ref>
 
Posljedica osmoze je '''osmotski tlak''' koji je razmjeran molarnoj koncentraciji otopine. To je važan proces u stanicama živih organizama.
 
[[File:0307 Osmosis.jpg|thumb|400px|right|1.Čaša: dvije otopine različitih koncentracija odvojene membranom, vidimo čestice otopljene tvari, 2.Čaša: voda prelazi na desnu stranu od membrane i time teži izjednačavanju koncentracija]]
 
==Mehanizam osmoze==
'''Osmoza''' (prema grč. : guranje, tiskanje) je proces gibanjau molekula otapala krozkojem ''polupropusnupolupropusna membranumembrana'' ([[selektivno propusna membrana|membrana]]) koja odvaja dvije otopine različitih koncentracija. Polupropusna membrana propušta molekule otapala dok ne propušta čestice otopljenih tvari ([[ion]]aione ili [[molekula]]molekule). Molekule otapala se zbog razlike u [[Koncentracija|koncentracijama]] otopina gibaju s mjesta manje koncentracije prema mjestu veće koncentracije. Proces ima težnju odvijanja sve do izjednačenja koncentracija s obje strane membrane; manje koncentrirana otopina postaje koncentriranija, više koncentriranoj otopini se smanjuje koncentracija. Pojava se može najjednostavnije objasniti kinetičkom teorijom i činjenicom da na strani otopine s manjom koncentracijom otopljenih tvari ima više molekula otapala (vode) koje zato prelaze na stranu s manje molekula otapala.:
* koncentracija s obje strane membrane; manje koncentrirana otopina postaje koncentriranija, više koncentriranoj otopini se smanjuje koncentracija.
* tlakova koji nastaju na istoj strani membrane a to su osmotski tlak i hidrostatski tlak
 
===Teorije osmoze===
Tri teorije pojašnjavaju mehanizam osmoze odnosno djelovanja polupropusne opne.
 
#Polupropusna opna ponaša se kao molekulski filtar koji propušta samo čestice određene veličine, samo čestice otapala (vode). Koncentracija molekula otapala na strani otopine s manjom koncentracijom otopljenih tvari je veća a koncentracija molekula otapala na strani otopine s većom koncentracijom otopljenih tvari je manja te zato molekule vode prelaze iz manje koncentrirane otopine u više koncentriranu otopini.
#Opna u tekućem stanju (fenol) može otapati otapalo ali ne otapa u otapalu otopljenu tvar, te tako kroz opnu prolazi samo otapalo.
#Opna sadrži kapilarne kanaliće koji djeluju kapilarnim silama. To djelovanje je ''selektivna adsorpcija'' otapala, te samo otapalo prolazi.
 
===Energetske promjene, tlak, ravnoteža===
Da bi jedan sustav, u našem primjeru otopina, bio stabilan i u ravnoteži, termodinamička veličina Gibbsova energija mora biti jednaka nuli, <math>\Delta G=0</math>, što kod otopina različitih koncentracija ne može biti. Ako je otopina veće koncentracije zatvorena u posudi stalnog volumena i može se širiti samo kroz usku uspravnu cijev (vidi sliku), otapalo (voda) će prolaziti kroz polupropusnu opnu u posudu sve dok nastali hidrostatski tlak u posudi ne dostigne vrijednost sile difuzije. Tada nastaje ''dinamička ravnoteža''. Tlak koji prolaskom otapala nastaje u posudi i koji je u ravnoteži s hidrostatskim tlakom nazivamo '''osmotski tlak otopine'''.
 
===Osmotski tlak===
Prvu upotrebljivu ćeliju za mjerenje osmotskog tlaka izradio je 1877. njemački botaničar W. Pfeffer.
 
Osmotski tlak otopine upravo je proporcionalan množinskoj koncentraciji otopljene tvari i apsolutnoj temperaturi. Iz tih odnosa je nizozemski kemičar J. H. Van't Hoff, prvi dobitnik Nobelove nagrade za kemiju 1901.g., izveo 1887.g. jednadžbu za osmotski tlak otopine, <math>\Pi</math>:
:::<math>\Pi V = nRT \qquad</math> gdje je R opća plinska konstanta (8,3143 JK<sup>-1</sup>mol<sup>-1</sup>)
 
 
 
[[File:Osmose en.svg|mini|350px|desno|Osmoza teće do izjednačenja koncentracija ili tlakova]]
<!-- U pripremi slika Usporedba životinjskih i biljnih stanica prema promjenama u osmolaritetu -->
'''Osmoza''' (prema grč. : guranje, tiskanje) je proces gibanja molekula otapala kroz ''polupropusnu membranu'' ([[selektivno propusna membrana|membrana]]) koja odvaja dvije otopine različitih koncentracija. Polupropusna membrana propušta molekule otapala dok ne propušta čestice otopljenih tvari ([[ion]]a ili [[molekula]]). Molekule otapala se zbog razlike u koncentracijama otopina gibaju s mjesta manje koncentracije prema mjestu veće koncentracije. Proces ima težnju odvijanja sve do izjednačenja koncentracija s obje strane membrane; manje koncentrirana otopina postaje koncentriranija, više koncentriranoj otopini se smanjuje koncentracija. Pojava se može najjednostavnije objasniti kinetičkom teorijom i činjenicom da na strani otopine s manjom koncentracijom otopljenih tvari ima više molekula otapala (vode) koje zato prelaze na stranu s manje molekula otapala.
 
Pri prolasku molekula otapala kroz membranu dolazi do porasta volumena otopine na jednoj strani membrane i smanjenja volumena otopine na drugoj strani. Porast volumena otopine na jednoj strani stvara hidrostatski tlak koji se suprotstavlja osmozi tj. osmotskom tlaku koji djeluje na membranu. Kada se ova dva tlaka izjednače, uspostavit će se dinamična ravnoteža, tj. više neće doći do podizanja nivoa otopine, dok molekule otapala i dalje prolaze kroz membranu ali u oba smjera jednako intenzivno. Tlak pri kome se uspostavlja ova ravnoteža naziva se efektivni osmotski tlak. Osmotski je tlak veći što je razlika koncentracija otopina veća, i obrnuto.
 
Molekule otapala se gibaju iz otopine s nižom ([[hipotonična otopina]]) u otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari ([[hipertonična otopina]]).<br />
 
'''Osmolaritet''' je relativna koncentracija otopljene tvari u sredini u kojoj se nađe [[stanica]].
 
== Stanična osmoza ==
Osmoza u stanici nastupa zbog razlike u osmolaritetu [[citoplazma|citoplazme]] s unutrašnje, i otopine s vanjske strane membrane, što dovodi do smežuravanja ili bubrenja stanice. Češća pojava bubrenja i [[liza|lize]] stanice nastupa zbog veće koncentracije otopljenih iona i malih [[Organske tvari|organskih]] molekula u stanici, zbog čega je ona hipertonična u odnosu na svoju okolinu, pa voda ulazi u stanicu.
 
Stanice se problemu visokog osmolariteta prilagođavaju, ovisno o [[Carstvo (taksonomija)|carstvu]] kojem pojedini organizam pripada:
 
:Stanice [[biljke|biljaka]], [[alge|alga]], [[gljive|gljiva]], i većine [[bakterije|bakterija]] obavijene su[[stanična stijenka|staničnom stijenkom]] koja je dovoljno čvrsta da spriječi rasprsnuće stanice u hiptonočnoj otopini. U njima se, uslijed ulaska vode, stvara '''turgorski tlak''' koji onu količinu vode koja uđe tjera van, pa su biljna tkiva iznimno jaka. U hipetoničnoj otopini izlazak vode uzrokuje odvajanje membrane od stanične stijenke, te dovodi do procesa '''plazmolize''' i uvenuća biljke.
 
:[[Životinje|Životinjske]] stanice problem osmolariteta rješavaju aktivnim izbacivanjem [[anorganske tvari|anorganskih]] iona i smanjivanjem razlike u koncentracijama otopljenih tvari (prvenstveno [[natrij]]a) između stanice i njezine okoline ([[natrij-kalijeva crpka|<nowiki>Na|K crpka</nowiki>]]). Pri tome troše značajne količine energije.
 
[[Datoteka:ReverseOsmosis with PressureExchanger.svg|mini|desno|300px|Prikaz rada povratne osmoze kod desalinizacije morske vode korištenjem izmjenjivača tlaka:<br>''1'': Ulaz [[more|morske vode]],<br>''2'': Izlaz [[slatka voda|slatke vode]] (40%),<br>''3'': [[Otpad]]na voda (60%),<br>''4'': [[volumni protok|Protok]] morske vode (60%),<br>''5'': Koncentrirani odvod (gušći od morske vode),<br>''A'': Protočna [[crpka]] (40%),<br>''B'': Protočna crpka,<br>''C'': Uređaj za povratnu osmozu s polupropusnom membranom,<br>''D'': Izmjenjivač tlaka.]]
 
== Povratna osmoza ==
{{Glavni|Povratna osmoza}}
'''Povratna osmoza''', '''obrnuta osmoza''' ili '''reverzna osmoza''' je metoda koja služi za dobivanje [[pitka voda|pitke vode]] iz [[more|slane vode]]. Postupak koristi polupropusnu membranu kroz koju prolazi čista voda a zaostaju [[soli]]. [[Tlak]] slane vode mora biti oko 25 [[Bar (jedinica)|bar]], što ovu metodu čini skupom za proizvodnju većih količina svježe vode. Kloridi, [[amonijak]] i [[ugljikov dioksid]] su male [[molekule]] pa prolaze polupropusnu membranu, te ih treba naknadno ukloniti [[Aktivni ugljen|aktivnim ugljenom]]. Neke [[bakterije]] i [[virusi]] takoder prolaze polupropusnu membranu, pa i njih treba dezinficirati ([[klor]]iranje, [[ozon]], [[Ultraljubičasto zračenje|UV]] svjetiljka, [[sunčeva dezinfekcija]]). <ref> [http://glossary.periodni.com/glosar.php?hr=reverzna+osmoza] "Reverzna osmoza", Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar, www.glossary.periodni.com, 2012.</ref>
 
Povratna osmoza ili reverzna osmoza je skoro savršen proces [[filtracija|filtriranja]] vode. Ovaj proces omogućuje odstranjivanje najsitnijih čestica iz vode. Povratna osmoza se koristi za [[pročišćavanje vode]] i odstranjivanje neorganskih [[minerali|minerala]], [[soli]] i ostalih nečistoća u cilju poboljšanja izgleda, ukusa i ostalih svojstava vode. Tako se dobija kvalitet voda za piće koji zadovoljava sve [[standard]]e voda za piće. Nakon poznatih načina prečišćavanje vode industrijskom filtracijom (gradski vodovod i tvornice), prokuhavanjem i kloriranjem, došlo se do tehnički skoro savršenog načina filtriranja vode, koji gotovo od svake zagađene vode može načiniti zdravu pitku voda. Osmotske membrane koje se koriste u ovom postupku imaju toliko sitne otvore da kroz njih mogu proći gotovo samo [[molekule]] čiste vode, a sve nečistoće ostaju na membrani i izbacuju se preko odvoda kao tehnička otpadna voda. Ovakvim načinom filtracije vode dobija se voda za piće visoke kvalitete, koja se može koristiti i u [[medicina|medicinske]] svrhe (voda za bebe). <ref> [http://www.grad.unizg.hr/_download/repository/1.7._Kondicioniranje_vode%5B1%5D.pdf] "Kondicioniranje vode", www.grad.unizg.hr, 2012.</ref>
 
== Izvori ==
{{izvori}}
 
[[Kategorija:Stanična biologija]]
[[Kategorija:Kemija]]
578

uređivanja