生理

浸透

浸透圧の定義低張、等張および高張液浸透および人体浸透圧および逆浸透浸透圧浸透圧および食品保存

浸透の定義

浸透は、溶質がより希釈されている溶液からそれらがより濃縮されている溶液への溶媒(水系では通常水である)の自発的通過である。 この運動 - これは半透膜を通して起こります - が平衡状態に達するまで続きます、そこで、両方の解決策は同じ濃度を増やして、維持します。

実例

浸透の概念をより明確にするために、半透膜から等しい容積(AとB)の2つの区画に容器を分割することを想像してみましょう(つまり、溶媒(この場合は水)のみを透過し、溶質は透過しません)。 区画Aには、大さじ1杯のグルコースが溶解された水溶液があり、一方、部分Bには、大さじ3杯のグルコースが溶解された(したがって、それはより濃縮されている)等容量の水溶液がある。 この差は膜の側面にグルコースの濃度勾配を作り出し、そしてこの糖はそれを通過できないので、バランスはコンパートメントA(グルコースが最も希釈されている)からコンパートメントへの水の通過で達成される。 B(最も豊富な場所) あなたが好めば、それはそれがより濃縮されている溶液(A)からそれがより濃縮されていない溶液(B)への浸透を通過すると言うこともできます。

この流れをたどると、Bの水位はAの値を増減し、両者の間に一定の差が生じます。 この現象は、2つの溶液が同じ濃度に達すると終了し、その後一定に保たれます。

低張性、等張性および高張性の解

モル濃度の異なる2つの溶液(それらに溶解している粒子の数が異なる)をとると、最低濃度のモル濃度および高張濃度の溶液は低張性と定義される。 2つの溶液が同じ濃度の場合は、代わりに等張性(または等モル)になります。

今示した例では、解Bは他の(定義された低張)よりも高張(したがってより多くの溶質を含む)です。 したがって、通常の条件下では、溶媒は浸透圧で低張液から高張液へ移動します。 物理学の法則を使用することで、浸透の概念を覆し、溶媒を最も希釈された濃度から最も濃縮された濃度(逆浸透)へと通過させることが可能になるためです。

浸透圧と逆浸透

これまでに述べたように、浸透によって生じる溶媒の正味の流れは、2つの溶液が同じ濃度に達するまで続きます。 まあ、この動きは、最も高い濃度でコンパートメントに圧力を加えることによって、打ち消したり、止めたり、あるいは逆転させることさえできます。

前の例では、ピストンをコンパートメントB(より高い濃度を持っていることを思い出してください)に配置し、それを一定の力で下方に押して、Aへの水の通過を促進するだけで十分です。 この場合、我々は逆浸透について話す。

浸透圧は、溶媒が半透膜を通過するのとは正反対の圧力である。 その結果、それは浸透に対抗するために必要な圧力です。

これまでに言われてきたことのために、2つの等張液は同じ浸透圧を誇っています。 それゆえ、浸透圧は溶液中に存在する粒子の数にもっぱら依存し、それらの性質には依存しないことを強調する。

浸透と人体

実際、人体の細胞を取り囲む原形質膜は半透膜であり、浸透を介して小分子(水や尿素など)を直接通過させるが、より大きな分子量を持つもの(たとえばなど)は通過させない。タンパク質、アミノ酸および糖)。 したがって、体液の浸透圧バランスは、細胞が生きるための最適な環境を保証するために不可欠です。

赤血球のような細胞を取り、それを低張液に浸すと、浸透によって水膨潤を起こし、爆発することさえあります。 逆に、高張液に浸されると、細胞は外側への水の通過のためにそれをしわにする激しい脱水を被る。 幸いなことに、人間の体内では、細胞はその内部環境に関して等張液に浸されており、これらの液体を浸透平衡に保つための様々なシステムが存在します。

浸透圧と食品保存

自家製ジャムについてちょっと考えてみましょう...砂糖はその味を改善するためだけでなく、何よりもその保存寿命を延ばすために豊富に加えられています。 それでも、砂糖は製品の分解に関与する多くの微生物の生活の中で重要な要素です。 この明らかな矛盾はまさに浸透の概念から取り除かれています。

この法則をジャムに適用すると、実際、浸透圧が明らかに高いので、ジャー内に存在するバクテリア細胞は浸透、崩壊、そして死ぬことで水分を失います(あるいは少なくとも不活性になります)。 したがって、高張液の使用は、微生物の生命および増殖のための水の利用可能性を低下させるので、食品の貯蔵時間を増加させる。 浸透の法則は、塩水(溶質が一般的な台所塩である高張液に食物が浸される)にも使われています。 他の例はケッパー(または塩で保存された他の食物)と砂糖漬けの果物によって与えられます。 それで、あなたがなぜ塩が調理の後にステーキに加えられるべきであるか疑問に思ったならば、今あなたは答えを持っています:生肉の上のその存在は細胞内および細胞外ジュースの出口を支持します。 同じように、茄子のようなある種の野菜は塩をふりかけて数時間放置され、ちょうど浸透によってそれらの水と苦い液体が一掃されるのを許します。