Suradnik:Drago Karlo/Stranica za vježbanje: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nema sažetka uređivanja |
Nema sažetka uređivanja |
||
Redak 1:
*'''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
* 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>)
▲'''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.
Molekule otapala se gibaju iz otopine s nižom ([[hipotonična otopina]]) u otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari ([[hipertonična otopina]]).<br />
Line 11 ⟶ 35:
'''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]]
| |||