Citologia 04 - Osmosi e diffusione
La vita si è sviluppata nell’acqua e quando l’uomo si è evoluto dai pesci ha inglobato con sé tale risorsa, tanto è vero che la composizione corporea di acqua è di circa il 70%. La cellula stessa è immaginabile come un palloncino pieno d’acqua dove gli ioni e gli zuccheri
contenuti all’interno sono presenti in forma di soluzione.
Per poter comprendere il comportamento della cellula in relazione a se stessa e all’ambiente circostante è necessario definire i fenomeni che caratterizzano le soluzioni.
Diffusione
Il primo fenomeno è quello della diffusione. Disciogliendo un soluto all’interno di un solvente questo si distribuisce
uniformemente in tutta la soluzione in modo che ci sia sempre la stessa concentrazione in ogni punto.
Se si immerge una zolletta di zucchero in acqua, questa è in un primo momento concentrata in un punto, pian piano le singole molecole di zucchero diffondono distribuendosi in modo uniforme in tutto il solvente.
Il motivo per cui le molecole di zucchero si distribuiscono in modo uniforme è perché esiste una differenza di
concentrazione, che prende il nome di gradiente, tra le diverse parti d’acqua. È questa la differenza che determina la
diffusione delle molecole.
Concentrazione
La concentrazione è un'unità di misura che si utilizza nelle
miscele. Non è una misura semplice ma è un rapporto. Si calcola dividendo la quantità di soluto per la quantità totale di solvente o soluzione. Serve a capire quanto è rilevante la presenza di quella sostanza nella soluzione. Per poter comprendere meglio tale concetto di seguito sono riportati degli esempi.
Per capire quindi qual è la soluzione a concentrazione maggiore occorre fare il rapporto tra la quantità di soluto e quella di soluzione totale e confrontare i risultati delle due soluzioni.
Quella con il valore maggiore sarà quella più concentrata.
Unità di misura della concentrazione
Ad oggi esistono diverse unità di misura che esprimono la concentrazione di una soluzione.
La scelta però dipende dal contesto come ad esempio:
● La percentuale in peso
si utilizza quando il soluto è solido. Ad esempio il sale o lo zucchero nell’acqua. La quantità di soluto si misura in peso mentre quella del solvente in litri. Questa unità di misura è grossolana e si può usare per preparare soluzioni semplici come una ricetta di cucina.
● La molarità
è una unità di misura molto più precisa che si usa nella chimica. Il soluto si misura in moli
, una unità di misura che ci indica esattamente il numero delle
molecole.
Esistono però tante altre unità di misura.
Alcune concentrazioni vengono calcolate rispetto alla quantità di solvente, altre rispetto alla quantità di soluzione totale. Questo perché le soluzioni sono miscele omogenee in cui una delle due componenti, il soluto, è in quantità nettamente inferiori a quella della solvente. Per questo motivo il volume del solvente ha un valore che spesso è secondario.
Soluzioni in equilibrio
Due soluzioni si dicono in equilibrio tra loro quando hanno la stessa concentrazione di soluto e non è necessario che altro soluto si sposti da una all’altra.
Esempio: abbiamo due soluzioni.
Entrambe hanno la stessa quantità di soluto (3 molecole) mentre la prima ha 100ml di solvente, la seconda 200ml. La prima è più concentrata (la concentrazione è 3/100=0,03) della seconda (la
concentrazione è 3/200=0,015).
Una molecola di soluto deve spostarsi dalla prima soluzione alla seconda per raggiungere l’equilibrio (2/100 = 4/200 = 0,02).
Osmosi
L’osmosi è un fenomeno necessario per
raggiungere l’equilibrio tra due soluzioni separate da una membrana che lascia parlare solo il solvente ma non il soluto. Questa membrana si chiama semipermeabie. In questo caso si sposta il solvente creando un dislivello tra le due soluzioni per uguagliare la concentrazione.
Questo è un meccanismo importantissimo nell’equilibrio delle cellule che sono avvolte da una membrana semipermeabile
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