IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017
ОСМОС, ЕГО БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Движущей силой процесса является разность концентраций растворителя по обе стороны мембраны. Осмос, направленный внутрь ограниченного объёма жидкости, называется эндосмосом, наружу – экзосмосом. Перенос растворителя через мембрану обусловлен осмотическим давлением. Это осмотическое давление возникает соответственно Принципу Ле-Шателье из-за того, что система пытается выровнять концентрацию раствора в обеих средах, разделенных мембраной, и описывается вторым законом термодинамики. Оно равно избыточному внешнему давлению, которое следует приложить со стороны раствора, чтобы прекратить процесс, то есть создать условия осмотического равновесия. Превышение избыточного давления над осмотическим может привести к обращению осмоса – обратной диффузии растворителя.
Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, некоторых из растворённых в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворённом состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки. Осмос участвует в переносе питательных веществ в стволах высоких деревьев, где капиллярный перенос не способен выполнить эту функцию. Осмос широко используют в лабораторной технике: при определении молярных характеристик полимеров, концентрировании растворов, исследовании разнообразных биологических структур. Осмотические явления иногда используются в промышленности, например при получении некоторых полимерных материалов, очистке высокоминерализованной воды методом обратного осмоса жидкостей.
Человечество с древних времен, использовало эффект осмоса в процессе засаливания пищи. В результате происходил плазмолиз клеток патогена.
Осмос также играет большую роль в экологии водоёмов. Если концентрация соли и других веществ в воде поднимется или упадёт, то обитатели этих вод погибнут из-за пагубного воздействия осмоса.
Осмос всегда широко использовался в лабораторных исследованиях. С помощью лабораторной техники, использующей явление осмоса, специалисты могут определить молярную характеристику полимеров, концентрацию растворов. Также с помощью осмоса проводят исследования над разнообразными биологическими структурами. Осмотические явления довольно часто используют в промышленности для получения разнообразных полимерных материалов. Совсем недавно осмос начали использовать для выработки электроэнергии. В последнее время очень популярными стали системы по очистке жидкостей и воды, использующие осмос и обратный осмос. Такие системы могут эксплуатироваться как в промышленных объемах, так и на бытовом уровне. В наше время, в каждом магазине бытовой техники можно встретить фильтры для очистки воды, использующих технологию обратного осмоса. Роль осмоса и его значение в будущем будет еще большей, так как проблема очистки воды становится все более острой.
ЛИТЕРАТУРА
1. ЭБС «Лань»: Афанасьев, Б. Н. Физическая химия [Электронный ресурс] : учебное пособие / Б. Н. Афанасьев, Ю. П. Акулова. - Электрон. дан. - СПб. : Лань, 2012. - 464 с.
2. ЭБС «Лань»: Нигматуллин, Н. Г. Физическая и коллоидная химия [Электронный ресурс]: учебное пособие. - Электрон. дан. - СПб. : Лань, 2015. - 276 с.
3. Болдырев, А. И. Физическая и коллоидная химия : учебник для студентов с.-х. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1983. - 408 с. : ил. - (Высшее образование. Гр.).
4. Хмельницкий, Р. А. Физическая и коллоидная химия : Учебник для с.-х. спец. вузов. - М. : Высш. шк., 1988. - 400 с. : ил.
5. Стромберг, А. Г. Физическая химия : учебник для студентов вузов по хим. специальностям. - 6-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2006. - 527 с. : ил. - (Гр.).