| |
6. สมบัติคอลลิเกตีฟ (colligetive properties)
6.3 ความดันออสโมติก (osmotic pressure)
เมื่อวางสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง
ซึ่งถูกกั้นด้วย เยื่อเลือกผ่านบาง (semipermeable
membrane) ในภาชนะที่มีตัวทำละลายเป็นน้ำบริสุทธิ์
คุณสมบัติของเยื่อเลือกผ่านบาง คือ จะยอมให้เฉพาะอนุภาคของตัวทำละลายผ่านไปได้เท่านั้น
โดยไม่ยอมให้โมเลกุล หรือ ไอออนที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของรูพรุนผ่านไปได้
จะเห็นได้ว่าภายในเยื่อบางซึ่งมีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่าภายนอก
ตัวทำละลายซึ่งเป็นน้ำบริสุทธิ์จะไหลผ่านเยื่อบางเข้าไปข้างใน ทำให้สารละลายเจือจางลง
ผลที่ได้คือจะทำให้สารละลายมีความเข้มข้นต่ำลง และระดับของเหลวในหลอดสูงขึ้น
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ออสโมซิส (osmosis)
กลไกการแพร่ผ่านเยื่อบางของตัวทำละลาย
จากจุดที่มีความเข้มข้นต่ำไปหาจุดที่มีความเข้มข้นสูง สามารถแสดงได้ ดังรูปต่อไปนี้
เมื่อระดับของของเหลวในหลอดคงที่
ระบบจะปรับตัวเข้าสู่ภาวะสมดุลใหม่อีกครั้ง ความดันที่ทำให้ออสโมซิสหยุดพอดี
เรียกว่า ความดันออสโมติก (osmotic pressure)
ซึ่งมีค่าเท่ากับผลต่างของระดับความสูงของของเหลวที่จุด A กับ B
ออสโมซิสในเซลล์พืช
ออสโมซิสในเซลล์สัตว์
|
นอกจากนั้น ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตก็มีกระบวนการออสโมซิสเกิดขึ้นเดียวกัน สารละลายรอบเซลล์ ก็มีผลต่อรูปร่างของเซลล์ และขนาดของเซลล์ด้วยเหมือนกัน พิจารณากระบวนการออสโมซิสในเซลล์พืช และเซลล์สัตว์
รูป (A) ถ้าสารละลายมีความดันออสโมติกเท่ากับความดันออสโมติกในเซลล์ เรียกว่า ไอโซโทนิก (isotonic) เซลล์ยังคงมีรูปร่างเหมือนเดิม ไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดของเซลล์
รูป (B) ถ้าสารละลายมีความดันออสโมติกต่ำกว่าความดันออสโมติกในเซลล์เรียกว่า ไฮโปโทนิก (hypotonic) เซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้นกว่าเดิม หรือเซลล์แตกได้
รูป (C) ถ้าสารละลายมีความดันออสโมติกมากกว่าความดันออสโมติกในเซลล์เรียกว่า ไฮเปอร์โทนิก (hypertonic) สิ่งที่เกิดขึ้น จะทำให้ขนาดของเซลล์เล็กลงกว่าเดิม
ในเซลล์สัตว์ ซึ่งไม่มีผนังเซลล์เหมือนเซลล์พืช ก็สามารถเกิดกระบวนการออสโมซิสได้เช่นเดียวกัน
เก็บตกความรู้
การที่น้ำแพร่เข้าไปในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ มากๆ ก็อาจจะทำให้เซลล์แตก และตายได้ แต่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น เซลล์แบคทีเรีย สามารถสร้างผนังเซลล์ใหม่ขึ้นมาทดแทนผนังเซลล์เก่าที่ตายได้ จึงทำให้เซลล์ไม่ตาย ปัจจุบันทางการแพทย์ได้ใช้ประโยชน์ของกระบวนการของความดันออสโมติกมาใช้ควบคู่กับการให้ยาเพนนิซิลิน (penicillin) ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะ ที่ช่วยป้องกันไม่ให้แบคทีเรียสร้างผนังเซลล์ได้ เมื่อแบคทีเรียไม่สามารถสร้างผนังเซลล์ เซลล์ก็จะถูกทำลายด้วยแรงดันของน้ำที่แพร่เข้าไปในเซลล์
