Mistä osmoosi johtuu molekyylitasolla?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Mistä osmoosi siis mahtaa johtua molekyylitasolla? Nettiä selaillessani en löytänänyt juurikaan kuin muutaman epäselvän selvityksen. Kaipa paras niistä oli termodynaaminen malli, jonka mukaan lioutinmolekyylien lämpöenergia suhteuttena liuksen tilavuuteen aiheuttaa osmoottisen paineen, mutta perustelut olivat mielestäni hajanaiset.
Jos joku sattuisi asiasta jotain tietämään, olisiko hän niin ystävällinen ja opettaisi tietämätöntä.

Kommentit (11)

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Systeemi pyrkii todennäköisimpään tilaan, ja todennäköisin tila on sellainen, että aineet ovat tasaisesti levinneet systeemiin... osmoosin alkutilanteessa näin ei ole, joten tilanne pyrkii tasoittumaan.

Lämpöopin toisesta pääsäännöstäkin voitanee johtaa tuo ilmiö.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Osmoosissa on kyse eräänlaisesta diffuusiosta. Juju on vaan siinä, että ainoastaa liuotin pääsee kalvon läpi tasoittamaan kemiallista tasapainoa.

Eli satunnainen lämpöliike aiheuttaa vesimolekyylien törmäilyä kalvoa vasten, ja siten painetta. Ja koska vesimolekyylit pääsevät läpi kalvosta, niin paine pyrkii tasaantumaan. (eli vesi kulkee diffundoituu läpi). Puhtaan veden puolella molekyylit törmäilyä kalvoa kohti sattuu enemmän, koska toisella puolella vesimolekyylit ovat sitotuneet liuottamaan jotakin ainetta, vaikka suolaa. (näin ymmärsin kemiallisen potentiaalin tässä yhteydessä, korjatkaa tarvittaessa) Siksi vesi diffusoituu suolan puolelle, kunnes veden diffuusio on tasapainossa. Kokonaispaine on suurempi nyt siellä suolan puolella, koska ne muut aineet eivät pääse diffusoitumaan kalvosta läpi ja tasoittamaan niiden aiheuttamaa painetta.

En nyt muista, miten tähän tulokseen päädyttiin, mutta Maxwellin relaatioista päättelemällä tulee aika miielenkiintoinen tulos:
Liuotettavan aineen aiheuttama painen on saman muotoinen, kuin ideaalikaasulaki! (laimeissa liuoksissa)
Eli PV=nRT, missä n on liuotettavan aineen ainemäärä.

edit: yksi lukuisista kielioppivirheistä bongattu.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

"Eli satunnainen lämpöliike aiheuttaa vesimolekyylien törmäilyä kalvoa vasten, ja siten painetta. Ja koska vesimolekyylit pääsevät läpi kalvosta, niin paine pyrkii tasaantumaan. (eli vesi diffusoituu läpi). Puhtaan veden puolella molekyylit törmäilyä kalvoa kohti sattuu enemmän, koska toisella puolella vesimolekyylit ovat sitotuneet liuottamaan jotakin ainetta, vaikka suolaa. (näin ymmärsin kemiallisen potentiaalin tässä yhteydessä, korjatkaa tarvittaessa) Siksi vesi diffusoituu suolan puolelle, kunnes veden diffuusio on tasapainossa. Kokonaispaine on suurempi nyt siellä suolan puolella, koska ne muut aineet eivät pääse diffusoitumaan kalvosta läpi ja tasoittamaan niiden aiheuttamaa painetta."

Voisiko tästä päätellä, että liuottimena toimivan veden lämpötila laskee, kun siihen sekoitetaan suolaa? Tämä kuulostaisi kyllä ihan järkevältä, vesimolekyylien liike-energia menisi ionisidoksen purkamiseen...

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
ihmettelijä

Voisiko tästä päätellä, että liuottimena toimivan veden lämpötila laskee, kun siihen sekoitetaan suolaa? Tämä kuulostaisi kyllä ihan järkevältä, vesimolekyylien liike-energia menisi ionisidoksen purkamiseen...

Ei sillä ainakaan ole merkitystä tuon osmoosin kannalta, ellei lämpötilan muutos ole suuri. Tavallisen ruokasuolan, sokerin, jne.tapauksessa lämpötila ei ainakaan merkittävästi muutu.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Oisko kyse kuulaventtiilistä. Koskapa on pieniä putkia jotka menisivät tukkoon jos
yrittäisi työntää sitä nestettä siitä kalvosta läpi estosuuntaan.

Vierailija

Oisko kyse haihtumisesta. Koskapa vesi joutuu venymään hyvin ohueksi langaksi
siinä pienessä reiässä, eli siis moni vesimolekyyli joutuu erkanemaan kaveristaan.

Vierailija

Auttaisikohan tämä yhtään? Osmoosissahan kahden eri konsentraation omaavan liuoksen konsentraatioerot tasoittuvat, syntyy tasapainotila, equilibrium.

Soluseinämä päästää vesimolekyylejä vapaasti läpi ja näin keho pitää yllä homeostaasia, joskin pahimmissa tilanteissa solunulkoinen matala konsentraatio voi rikkoa solun, kun soluun imeytyy paljon vettä ja liian korkea taas saada solun käpristymään, kun solusta poistuu nestettä.

Ainakin noissa allaolevissa linkeissä on hyviä animaatioita.
-----------

Osmosis:

Osmosis is the diffusion of water down its concentration gradient. Normally one thinks of water as the solvent, and focuses on the concentration of the solutes, but water itself has a concentration in any solution. Pure water has a molecular weight of 18 grams/mole, so its concentration is approximately 55 Molar!

Solutes take up space that would otherwise have been occupied by water in a solution, and they also associate with a number of the water molecules, further lowering its activity (effective concentration). The following demonstration simulates the process of dissolving a solute in water. Watch what happens to the concentration of free water as you use the chooser menu to increase the number of solute particles.

As we have also seen, hydrostatic pressure can also cause water to move. When pressure is applied against the direction of osmotic movement, then the osmotic flow will be slowed or even reversed. When the pressure is just enough to stop the osmotic flow an equilibrium is reached. This pressure, by definition, is called the "Osmotic Pressure" of a solution.

http://physioweb.med.uvm.edu/bodyfluids/osmosis.htm

http://www.tvdsb.on.ca/westmin/science/ ... smosis.htm

Edit: voi päkä, korjasin vain yhtä puuttuvaa a:ta ja sillä välin Loption piti kirjoittaa, oli tasapinotila tasapainotilan kohdalla ja monikaan ei varmaan olisi huomannut :p

Loptio
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt12.4.2005
bosoni
Osmoosissa on kyse eräänlaisesta diffuusiosta...(eli vesi diffusoituu läpi).

Aiheeseen liittyen terminologiakysymys: diffusoituuko vesi diffuusiossa vai diffundoituuko se? Onko tässä kyseessä rinnakkaiset termit, yleisesti puhekielen synonyymit, vai eri tapahtumaa kuvaavat sanat?

Vierailija
Loptio
bosoni
Osmoosissa on kyse eräänlaisesta diffuusiosta...(eli vesi diffusoituu läpi).

Aiheeseen liittyen terminologiakysymys: diffusoituuko vesi diffuusiossa vai diffundoituuko se? Onko tässä kyseessä rinnakkaiset termit, yleisesti puhekielen synonyymit, vai eri tapahtumaa kuvaavat sanat?

Diffundoituu.

Vierailija

No laitetaan vielä lääketieteen sanastostakin selitys tänne:

diffuusio

hajaantuminen, leviäminen, sekaantuminen, läpitihkuminen, diffundoituminen; satunnaisista liikkeistä johtuva (esim. molekyylien) siirtyminen väliaineessa pienemmän väkevyyden suuntaan (esim. kalvon läpi) ja sekoittuminen

Niin ja jotta halukkaat voivat opetella sanoja lisää:

http://www.avoin.helsinki.fi/laaketiede ... asp?show=D

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
Loptio
[
Aiheeseen liittyen terminologiakysymys: diffusoituuko vesi diffuusiossa vai diffundoituuko se? Onko tässä kyseessä rinnakkaiset termit, yleisesti puhekielen synonyymit, vai eri tapahtumaa kuvaavat sanat?

Kai se oikea nimike on diffundoituminen, mutta helpompaa on käyttää kiertoilmaisuja, kuten pitoisuuserot tasoittuvat diffuusion vuoksi jne. Oppikirjat tuppaavat olemaan kolmannella kotimaisella kielellä kirjoitettuja, joten välillä tulee hoono soomi-käännöksiä.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Uusimmat

Suosituimmat