Enzo Rocha Fotografia: Pressão osmótica

Definição

Pressão osmótica é a tendência das moléculas de solvente se moverem na direção da menor atividade do solvente. Desempenha um papel central na biologia.

Pressão osmótica é definida como a pressão que deve ser aplicada ao lado da solução para interromper o movimento do fluido quando uma membrana semipermeável separa uma solução da água pura.

O que é

A pressão osmótica é uma força volumétrica que resiste ao processo natural de osmose.

É frequentemente referenciada na biologia humana, onde uma célula viva contém uma solução concentrada de água e certos outros elementos que ela separa das soluções externas por uma membrana semipermeável.

O processo natural de osmose tende a igualar as concentrações de materiais de soluto em uma solução, passando a solução por essas membranas, e a pressão osmótica é a quantidade de pressão que uma célula viva exerce para resistir a essa força.

Essa pressão protege os componentes internos da célula contra diluição e soluções prejudiciais que podem atravessar a membrana e interromper a atividade celular normal ou mitose.

Como muitas forças naturais, a osmose é uma força que direciona soluções para um estado de equilíbrio.

Quando uma solução envolvida por uma membrana fina contém uma concentração mais alta de um produto químico, como sal ou açúcar, do que a mesma solução fora da membrana, as forças de equilíbrio levam a solução inteira a um estado de concentração uniforme de produtos químicos.

Esse processo natural é especialmente importante em relação à água nas formas de vida na Terra, que possui um nível de energia potencial que faz com que dilua soluções concentradas por várias forças, como osmose e gravidade. Essa condição é conhecida como potencial hídrico, e a capacidade da água de exercer essa força aumenta com o volume e a profundidade da água, que é uma forma de pressão hidrostática osmótica.

Enquanto o potencial da água é uma força equalizadora para diferentes soluções, o oposto dessa força é conhecido como potencial osmótico, que é o valor da energia potencial que a pressão osmótica tem para resistir a um estado de equilíbrio.

Os cálculos para determinar o valor real da pressão osmótica foram elaborados pela primeira vez por Jacobus Hoff, um químico holandês vencedor do Prêmio Nobel do final do século XIX ao início do século XX.

Suas idéias foram posteriormente refinadas por Harmon Morse, um químico americano do mesmo período.

Como o processo de pressão osmótica também pode ser considerado para gases separados por uma membrana semipermeável, ele obedece às mesmas regras físicas da lei ideal dos gases.

A equação de pressão osmótica pode, portanto, ser definida como P = nRT/V, onde “P” é a pressão osmótica e “n” é a quantidade de soluto ou número de mols de moléculas presentes no volume – “V” – de solução.

O valor de “T” representa a temperatura média da solução e “R” é o valor constante do gás de 8,314 joules por grau Kelvin.

Embora a pressão osmótica seja importante na biologia celular dos animais em termos de proteção da célula contra invasões por solutos químicos indesejados ou pela própria solução externa, ela serve a um propósito mais fundamental nas plantas.

Ao neutralizar a força do potencial da água, as células vegetais utilizam pressão osmótica para emprestar um grau de turgidez ou rigidez às paredes celulares das plantas.

Ao combinar essa força entre várias células da planta, ela dá à planta a capacidade de produzir caules que ficam na posição vertical e podem resistir a danos causados por forças climáticas, como vento e chuva.

É por isso que as plantas tendem a murchar e cair quando não têm água, pois as paredes das células têm pressão hidrostática osmótica insuficiente para resistir às forças da gravidade e às condições climáticas.

Osmose e Pressão osmótica

Osmose é a difusão de um fluido através de uma membrana semipermeável. Quando uma membrana semipermeável (bexigas de animais, peles de frutas e legumes) separa uma solução de um solvente, somente as moléculas de solvente são capazes de passar através da membrana.

A pressão osmótica de uma solução é a diferença de pressão necessária para interromper o fluxo de solvente através de uma membrana semipermeável.

A pressão osmótica de uma solução é proporcional à concentração molar das partículas de soluto na solução.

Resumo

Uma solução é definida como uma mistura homogênea de um soluto e solvente. As soluções geralmente têm propriedades diferentes das moléculas de solvente e soluto que as compõem.

Algumas propriedades especiais das soluções dependem apenas da quantidade de moléculas de soluto dissolvidas, independentemente do que seja esse soluto; essas propriedades são conhecidas como propriedades coligativas.

Osmose é definida como o fluxo líquido ou movimento de moléculas de solvente através de uma membrana semipermeável através da qual as moléculas de soluto não podem passar.

Se uma solução que consiste em moléculas de soluto e solvente é colocada em um lado de uma membrana e solvente puro é colocado no outro lado, há um fluxo líquido de solvente no lado da solução da membrana.

Imagine a osmose ocorrendo em um tubo em U na posição vertical. A altura da solução continuará aumentando devido a um fluxo líquido de solvente até que a pressão adicionada da altura faça com que o fluxo da solução pare.

A diferença de altura entre os dois lados pode ser convertida em pressão para encontrar a pressão osmótica exercida na solução pelo solvente puro.

Pressão osmótica é a pressão que precisa ser aplicada a uma solução para impedir o fluxo interno de água através de uma membrana semipermeável.

A pressão osmótica também pode ser explicada como a pressão necessária para anular a osmose.

Uma maneira de parar a osmose é aumentar a pressão hidrostática no lado da solução da membrana; isso acaba por aproximar as moléculas do solvente, aumentando sua “tendência de escape”.

A tendência de escape da solução pode ser aumentada até que seja finalmente igual à das moléculas no solvente puro; neste ponto, a osmose cessará.

A pressão osmótica é a pressão necessária para alcançar o equilíbrio osmótico.