असमस

परासरण की परिभाषा

ऑस्मोसिस एक विलायक (जो जैविक प्रणालियों में आमतौर पर पानी होता है) का सहज मार्ग है, उस घोल से जिसमें विलेय अधिक पतला होता है जिसमें वे अधिक केंद्रित होते हैं; यह आंदोलन - जो एक अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से होता है - एक संतुलन स्थिति तक पहुंचने तक जारी रहता है, जिसमें दोनों समाधान समान एकाग्रता प्राप्त करते हैं और बनाए रखते हैं।

व्यावहारिक उदाहरण

ऑस्मोसिस की अवधारणा को बेहतर ढंग से स्पष्ट करने के लिए, आइए कल्पना करें कि हमारे पास एक अर्धपारगम्य झिल्ली द्वारा समान मात्रा (ए और बी) के दो डिब्बों में विभाजित एक कंटेनर है (अर्थात, केवल विलायक के लिए पारगम्य - इस मामले में पानी - और नहीं विलेय) कम्पार्टमेंट ए में एक जलीय घोल है जिसमें ग्लूकोज का एक बड़ा चमचा भंग कर दिया गया है, जबकि भाग बी में हमारे पास समान मात्रा का एक जलीय घोल है जिसमें तीन बड़े चम्मच ग्लूकोज भंग कर दिया गया है (इसलिए यह अधिक केंद्रित है)। यह अंतर झिल्ली के किनारों पर ग्लूकोज के लिए एकाग्रता का एक ढाल बनाता है और, चूंकि यह चीनी इसे पार नहीं कर सकती है, डिब्बे ए (जहां ग्लूकोज अधिक पतला होता है) से डिब्बे बी (जहां यह अधिक प्रचुर मात्रा में है) से पानी के पारित होने के साथ संतुलन तक पहुंच जाता है। ) यदि आप चाहें, तो यह भी कहा जा सकता है कि जिस विलयन में वह अधिक सांद्रित होता है, उस विलयन से जल परासरण द्वारा गुजरता है (A) उस विलयन में जिसमें वह कम सांद्रित होता है (B)।

इस प्रवाह के बाद, B में जल स्तर A में बढ़ता और घटता है, जिससे दोनों के बीच एक निश्चित स्तर का अंतर पैदा होता है। यह परिघटना तब समाप्त होती है जब दोनों विलयन एक ही सान्द्रता पर पहुँच जाते हैं, फिर इसे स्थिर रखते हैं।

हाइपोटोनिक, आइसोटोनिक और हाइपरटोनिक समाधान

अलग-अलग मोलर सांद्रता (उनमें घुले हुए कणों की अलग-अलग संख्या) के साथ दो समाधान लेते हुए, सबसे कम दाढ़ एकाग्रता वाले समाधान को हाइपोटोनिक के रूप में परिभाषित किया जाता है और अधिक केंद्रित एक हाइपरटोनिक होता है। इसके बजाय दो समाधान आइसोटोनिक (या विषुव) होते हैं जब उनकी समान सांद्रता होती है।

अभी बनाए गए उदाहरण में, समाधान बी दूसरे की तुलना में हाइपरटोनिक है (इसलिए इसमें अधिक विलेय होते हैं) (हाइपोटोनिक के रूप में परिभाषित); इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, विलायक परासरण द्वारा हाइपोटोनिक से हाइपरटोनिक समाधान की ओर बढ़ता है। हमने मानक स्थितियों के बारे में बात की क्योंकि, भौतिकी के नियमों के साथ खेलते हुए, परासरण की अवधारणा को उलटना संभव है और विलायक को सबसे पतला एकाग्रता से सबसे अधिक केंद्रित (रिवर्स ऑस्मोसिस) में पारित करने का पक्ष लेना संभव है।

आसमाटिक दबाव और रिवर्स ऑस्मोसिस

जैसा कि अब तक व्यक्त किया गया है, ऑस्मोसिस द्वारा उत्पन्न विलायक का शुद्ध प्रवाह तब तक जारी रहता है जब तक कि दो समाधान समान एकाग्रता तक नहीं पहुंच जाते। खैर, इस आंदोलन को उच्चतम एकाग्रता वाले डिब्बे पर दबाव डालकर काउंटर, रोका या उलटा भी किया जा सकता है।

पिछले उदाहरण में कम्पार्टमेंट बी में एक पिस्टन रखना पर्याप्त है (जिसे हम याद करते हैं कि इसकी सांद्रता अधिक है), और पानी को ए की ओर ले जाने के पक्ष में इसे एक निश्चित बल के साथ नीचे धकेलें; इस मामले में हम रिवर्स की बात करते हैं परासरण

आसमाटिक दबाव वह दबाव है जो अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से विलायक के पारित होने का बिल्कुल विरोध करता है; फलस्वरूप यह परासरण का प्रतिकार करने के लिए आवश्यक दबाव है।

अब तक जो कहा गया है, उसके लिए दो आइसोटोनिक समाधानों में समान आसमाटिक दबाव होता है; इसलिए, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि आसमाटिक दबाव विशेष रूप से समाधान में मौजूद कणों की संख्या पर निर्भर करता है, न कि उनकी प्रकृति पर।

परासरण और मानव शरीर

प्लाज्मा झिल्ली जो मानव शरीर की कोशिकाओं को घेरती है, वास्तव में, अर्ध-पारगम्य झिल्ली होती है, जो छोटे अणुओं (जैसे पानी और यूरिया) के परासरण के माध्यम से सीधे मार्ग की अनुमति देती है, लेकिन अधिक आणविक भार वाले लोगों की नहीं ( जैसे प्रोटीन, अमीनो एसिड और शर्करा)। इसलिए शरीर के तरल पदार्थों में आसमाटिक संतुलन कोशिकाओं को रहने के लिए एक इष्टतम वातावरण की गारंटी देने के लिए आवश्यक है।

यदि हम एक लाल रक्त कोशिका की तरह एक कोशिका लेते हैं और इसे हाइपोटोनिक घोल में डुबोते हैं, तो यह - परासरण द्वारा - एक सूजन (पानी के प्रवेश के कारण) से गुजरती है, जो इसे विस्फोट भी कर सकती है। इसके विपरीत, अगर इसे एक में डुबोया जाता है हाइपरटोनिक घोल जिस कोशिका से गुजरता है, वह पानी के बाहर की ओर जाने के कारण एक गंभीर निर्जलीकरण होता है, जिसके कारण यह झुर्रीदार हो जाता है। सौभाग्य से, मानव जीव में कोशिकाओं को उनके आंतरिक वातावरण के संबंध में आइसोटोनिक समाधानों में डुबोया जाता है, और इन तरल पदार्थों को आसमाटिक संतुलन में रखने के लिए विभिन्न प्रणालियां हैं।

आसमाटिक दबाव और खाद्य भंडारण

आइए एक पल के लिए घर के बने जैम के बारे में सोचें ... चीनी को न केवल इसके स्वाद को बेहतर बनाने के लिए, बल्कि इसके शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए भी भरपूर मात्रा में मिलाया जाता है। फिर भी, उत्पाद के क्षरण में शामिल कई सूक्ष्मजीवों के जीवन के लिए चीनी एक महत्वपूर्ण तत्व है। यह स्पष्ट विरोधाभास परासरण की अवधारणा से ही समाप्त हो जाता है।

यदि हम इस नियम को जाम पर लागू करते हैं, वास्तव में, चूंकि इसका आसमाटिक दबाव बहुत अधिक है, जार में मौजूद जीवाणु कोशिकाएं परासरण, झुर्रियों और मरने (या कम से कम निष्क्रिय) द्वारा पानी खो देती हैं। इसलिए हाइपरटोनिक समाधानों के उपयोग से भोजन का भंडारण समय बढ़ जाता है, क्योंकि यह जीवन के लिए पानी की उपलब्धता और सूक्ष्मजीवों के प्रसार को कम कर देता है। ऑस्मोसिस के नियमों का उपयोग ब्राइन में भी किया जाता है (जिसमें खाद्य पदार्थों को हाइपरटोनिक समाधानों में डुबोया जाता है, जहां विलेय सामान्य टेबल नमक है)। अन्य उदाहरण केपर्स (या नमक में संरक्षित अन्य खाद्य पदार्थ) और कैंडीड फल द्वारा दिए गए हैं। इसलिए, यदि आप सोच रहे थे कि पकाए जाने पर ही स्टेक में नमक क्यों डाला जाता है, तो अब आपके पास इसका उत्तर है: कच्चे मांस पर इसकी उपस्थिति इंट्रा और बाह्य रसों की रिहाई के पक्ष में है, जिससे उनका स्वाद कम हो जाता है; उसी तरह कुछ सब्जियों, जैसे कि बैंगन, को नमक के साथ छिड़का जाता है और कुछ घंटों के लिए आराम करने के लिए छोड़ दिया जाता है, बस ऑस्मोसिस को उनके पानी और कड़वे तरल पदार्थों को शुद्ध करने की अनुमति देता है।