Osmoz (Geçişme). Osmotik Basınç

Geçişme (Osmoz)

Derişimleri farklı iki çözelti arasındaki yarı geçirgen bir zar içinden çözücünün geçişi. Ozmoz da denir.

Derişimleri eşitlemek biçimindeki termodinamik eğilimden dolayı, çözücü, seyreltik çözeltiden derişik çözeltiye doğru hareket eder. Örneğin bir parşömen kâğıdı, su moleküllerini geçirip şeker moleküllerini tutar. Bir süre sonra çözücünün zardan geçişini durdurarak geçişmeyi dengeleyen hidrostatik basınç, geçişme basıncı olarak adlandırılır.

Geçişmeyi ilk kez Thomas Graham inceleyip terimleştirdi (1858). Van't Hoff 1886'da seyreltik çözeltiler için geçişme basıncının, sıcaklık ve derişime bağlı olarak çözeltinin hacmini kaplayan bir gaz gibi düşünülebileceğini ortaya koydu. Böylece, geçişme basıncından hareketle molekül ağırlıklarının hesaplanması ve iyonik ayrışmanın saptanması yöntemi doğmuş oldu. Geçişme, diyaliz olayında ve canlı dokulara su iletiminde önem taşır.

OSMOZ

• Suyun difüzyonudur.Suyun çok olduğu yerden az olduğu yere geçmesidir.

HİPERTONİK ORTAM (ÇOK YOĞUN ORTAM)

• Bir hücre kendisinden daha yoğun bir ortama konursa su kaybederek büzülür.Bu olaya plazmoliz denir.ÖRNEK : Tuzlanan derinin su kaybederek büzülmesi.

HİPOTONİK ORTAM (AZ YOĞUN ORTAM)

• Bir hücre kendisinden daha az yoğun bir ortama konursa su alarak şişer.Bu olaya deplazmoliz denir.
• Bitki hücrelerinde deplazmoliz devam ederse hücre şişer ve turgor durumuna geçer.
• Hayvan hücrelerinde deplazmoliz devam ederse hücre patlar.Buna hemoliz denir.

İZOTONİK ORTAM (DENGE ORTAM)

• Bir hücre izotonik bir ortama konursa hiçbir değişikliğe uğramaz.

OSMATİK BASINÇ

• Hücre içerisindeki çözünmüş maddenin hücre zarına yaptığı basınçtır.Yada (etki=tepkiye göre)hücre dışındaki suyun yoğunluk farkından dolayı hücre içerisine girmek için zarlara yaptığı basınçtır.
• Çözünmüş madde miktarı (hücrenin yoğunluğu) arttıkça osmatik basınç artar.

TURGOR BASINCI

• Hücre içerisindeki suyun hücre zarına (yada çepere) yaptığı basınçtır.
• Kofullar tarafından ayarlanır.
• Turgor çok artarsa su girişi durur.
• Turgor, otsu bitki ve yaprakların dik durmasını sağlar.
• Turgor, stomaların açılıp kapanmasını sağlar.
• Turgor, bazı nasti(ırganım) hareketlerini sağlar.
• Suyun hareketi daima O.B' ın fazla olduğu yere doğrudur.

OSMOZ, OSMOTİK BASINÇ

Bir cam kap içine oturtulmuş gözenekli bir kabın içinde şekerli su, cam kapla da saf su bulunsun ve her iki kapta düzeyler aynı olsun (şek. 1).
Bu koşullar altında şeker yavaş yavaş gözenekli cidardan geçecek, gözenekli kabın suyu daha az şekerli olacak ve cam kabınki daha çok şekerli hale gelecektir. Bu olay, gözenekli cidarın iki yanındaki suyun aynı ölçüde şekerli hale gelinceye kadar sürecektir. Bu cidar arasından şekerin dıfüzyonu vaki olmuştur.

Bu kez gözenekli kabın cidarının, suyu geçirmekle birlikte şekeri geçirmediğini farz edelim. Şekerin bu difüzyonu artık vaki olmayacaktır. Bu sonuç şöyle ifade edilebilir: gözenekli cidar şekerin difüzyonuna engel olmaktadır ve dolayısıyla şekerin bu cidar üzerine bîr basınç icra ettiği kabul edilecektir; bu basınç, onun dışa difüze olmasına mani olan kabın cidarına bir gazın icra ettiği basınca benzer.

Bu basınca osmotik basınç - osmoz basıncı adı verilir ve üzerinde belirdiği cidarlar da yan geçirgen cidarlar olmaktadır. (Bu yan geçirgenlik bitkisel hücrelerin cidarlarında var olduğu gibi deneysel olarak da meydana getirilebilir).
Son şekli Vant' Hoff (1885) tarafından verilmiş osmoz kanunları, osmotik basıncın ne yolla dört değişkene bağlı olduğunu saptamaktadır.

Bu değişkenler konsantrasyon, sıcaklık, erimiş maddenin tabiatı ve eritenin tabiatıdır.
Her şey aynı kalmak kaydıyla osmotik basınç eriten maddenin tabiatına (cinsine) bağlı değildir. Ama buna karşılık konsantrasyonla orantılıdır; konsantrasyonun v moleküler yoğunlukla ifade edilmesinde kanun
v.p = sabit (p = osmotik basınç) şeklinde konabilir.

Bu sabite, erimiş cisimle sıcaklığa bağlıdır. Burada bu formülün Böyle - Mariotte
V.P = Sabit
kanunuyla benzerliğine dikkat edilecektir. Burada da sabite, gazın cinsiyle sıcaklığa bağlıdır.

Yine her şey sabit kalmak kaydıyla osmotik basınç

denklemi gereğince sıcaklıkla değişmektedir. Burada t, sıcaklık; p, \epa da sırasıyla bu sıcaklıkta ve sıfır derecede bir eriyikin osmotik basıncıdır; a'nın ise değeri, erimiş cismin cinsine tâbi olmaksızın 1/273'e eşittir, tıpkı gazlardaki benzer katsayı gibi.
Burada da Gay - Lussac kanunuyla benzerlik aşikâr oluyor: bir gazın basıncı, sıcaklığına bağlıdır.

şeklinde de yazılabilir. Aynı şekilde, osmotik basınç için bağlantısı kurulur: osmotik basınç, salt sıcaklıkla orantılıdır.

Şimdi moleküler konsantrasyon ve sıcaklığın aynı zamanda değiştiğini farz edelim: M konsantrasyonunda (yani belli bir hacimde erimiş cismin molekül sayısı) ve T salt sıcaklığında osmotik basınçp; v’ ve T ile de p’ olsun. Yukarıdaki kanunlar gereğince
olur.

Bu oranların müşterek değerleri r ile gösterilebilir; bunun büyüklüğü sadece erimiş cismin cinsine bağlı olur. Bu takdirde bağlantı vp=rT şeklinde yazılır ki bu da VP=RT gazlar denklemiyle ayniyeti meydana koyar.

Yukarıdaki kanun bir başka şekle de konabilir: r sabitesinin, moleküler ağırlıkları altında ele alınmış bütün erimiş cisimler için aynı olduğu söylenebilir. Bu şekliyle gazlar için Avogadro kanunuyla tamamen benzer durumda olmaktadır.

Osmos Olayı Nedir?

Ayrı iki sıvının, iki gazın, bazı cisimlerin gözeneklerinin arasında geçip birbirine karışması olayı "osmos" diye tanımlanır. Osmoz, çözücü maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişidir. Canlı sistemlerde çözücü madde su olduğu için, biyoloji biliminde osmoz terimi ile kastedilen, suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama enerji harcanmadan geçişidir. Bu tanımda, seçici geçirgen zardan kasıt, çözünenleri geçirmeyen fakat çözücüleri geçiren bir zardır.

Canlı bir hücre, konsantrasyonu hücre sitoplazmik konsantrasyonundan daha düşük hipotonik bir ortama konulduğunda, ortamdan hücre içine, hücre zarı vasıtası ile su geçişi, bir başka deyişle osmoz gerçekleşir. Bu geçiş, hücrenin sitoplazmik konsantrasyonu, hipotonik çözeltinin konsantrasyonuna seyrelinceye kadar devam eder. Hipotonik çözeltilerde hayvan hücreleri şişer, bitki hücreleri ve hücre duvarı bulunan diğer hücreler ise şişmez. Eğer, bir hayvan hücresi, hipotonik çözeltinin konsantrasyonunun çok düşük olması sebebiyle çok fazla su alırsa, hücre zarının esnekliği yeterli olmaz ve hücre patlayabilir.
Canlı bir hücre, konsantrasyonu hücre sitoplazmik konsantrasyonundan daha yüksek hipertonik bir ortama konulduğunda, hücre içinden ortama, hücre zarı vasıtası ile su geçişi, başka deyişle osmoz gerçekleşir. Bu geçiş, hücrenin sitoplazmik konsantrasyonu, hipotonik çözeltinin konsantrasyonuna yükselinceye kadar devam eder. Bu durumda, su kaybından dolayı hücrelerin hacimleri küçülür ve büzülürler.

Canlı bir hücre, konsantrasyonu hücre sitoplazmik konsantrasyonu ile aynı olan izotonik bir ortamda iken, hücre içi ile ortam arasında konsantrasyon dengesi sağlanmış demektir. Bu durumda, hücre zarından su geçişi, başka deyişle osmoz gerçekleşmez. Yani hücre içindeki su miktarı aynı kalır.

Bitkilerin yaşantısında osmos olayının büyük rolü vardır. Gene bunun gibi, hayvanların bağırsaklarında sindirilen besin maddelerinin kan damarlarına karışması da osmos olayıyla ilgilidir. Bir bitkinin köklerinde topraktan su almasına yarayan delikler görülmediğine, hayvanların bağırsaklarının çeperlerinde besin maddelerinin kana karışmasını sağlayacak açıklıklar olmadığına göre bu iş nasıl gerçekleşmektedir?

İki gazı onları ayıracak hiç bir şey olmaksızın yanyana koyduğunuz zaman,süratle birbirine karışırlar. Aynı durum sıvıların çoğu için de sözkonusudur. Sözgelimi bir damla mavi mürekkep, bir kapta bulunan belirli bir miktardaki suyu açık tonda da olsa mavileştirecektir. Osmos olayında, bu karışım bir zar aracılığıyla olur. Bitkinin ince kök kıllarının incecik duvarları, bağırsakların duvar çeperleri için de aynı şey vardır. Ara perde karışım olayını yavaşlatır ama asla durdurmaz. Engel olmaz.

Osmos olayı, iki sıvının yapısına göre değişir. Sıvıların geçiş miktarı, molekül büyüklüklerine göre değişiklik gösterir. Nitekim saf suyun molekülleri şekerli suyun moleküllerinden daha küçüktür. Bu yüzden saf su şekerli suya oranla daha çabuk, daha kolay yer değiştirir. Osmos olayındaki geçiş, ortamın sıcaklığıyla da ilgilidir. Bu sıcaklığa göre değişmeler olur.

Daha yukarda değinmiş olduğumuz gibi, osmos olayının canlıların yaşamasındaki rolü ve yeri çok büyüktür. Solunumla akciğerlerimize aldığımız hava, kılcal damarlara osmos olayıyla geçer ve kana karışır. Gerekli oksijen sağlanmış olur. Karbon dioksidin hücrelerden dışarı atılması aynı yolladır. Bitkiler, kökleriyle çeşitli madenlerin suda erimiş tuzlarını alırlar. Ancak bitkilerde osmos sadece köklerde değil, dallarda ve yapraklarda da olabilir.

OSMOS ( GEÇİŞME )

GEÇİŞME

a. Geçişmek eylemi.
—Dilbil. Yeni bir sözlük birimi oluşturmak üzere iki sözcüğün birbirini bulaşma yoluyla etkilemesi.

—Fiz. ve Kim. Geçişme basıncı, aynı çözücüde çözünen bir maddenin farklı derişimlerde çözeltiler içeren iki bölümü arasındaki basınç farkı; bu iki bölüm, yalnızca çözücü moleküllerini geçiren yarıgeçirgen bir zarla birbirinden ayrılmıştır. (Bk. ansikl. böl.)

—Fizs. kim. Seyreltik çözeltideki bir çözücüyü, seçimli geçirgen bir zar arasından derişik bir çözeltiye aktarma. (Bk. ansikl. böl.) [Eşanl. OSMOZ.]

—Fizyol. Dışa geçişme, erimiş durumdaki mineral iyonlarının ve moleküllerin canlı bir hücreden, o hücreyi çevreleyen sıvı ortama geçmesi. (Çeşitli fizyolojik mekanizmalarla çok sıkı denetlenen dışa geçişme, bir cismin hücre zarının iki yanında eşit yoğunluğa erişmesine asla yol açmaz.)

—Kim. Elektrikle geçişme, iyonlar içeren bir sıvının elektrik alanı etkisiyle gözenekli bir diyaframdan geçmesi. (Eşanl. ELEKTROOSMOZ.) [Bk. ansikl. böl.]

—Telekom. işaretlerin ya da darbelerin geçişmesi, birçok kaynaktan gelen işaretlerin, işaret öğelerinin ya da darbelerin ardışık ve dönemsel olarak ortak bir kanaldan iletimi.

—TV. Satırların geçişmesi, satır satır görüntü çözümleyen bir sistemde, tek bir görüntü oluşturmak için önce çift sayılı satırları içeren örünün ve ardından tek sayılı satırları taşıyan ikinci örünün iletimi. (Satırların geçişmesi, parıltıyı azaltmayı sağlar.)

—ANSİKL. Biyol. Geçişme, çözünür tuzların ve sıvıların yarıgeçirgen hücre zarından geçmesinde önemli rol oynar. Ama, birçok durumda, zarın nitelikleri geçişme yasalarına aykırı olgulara olanak verir. (EPİKTEZ.)

—Fiz. ve Kim. Bir çözücüde çözünen bir maddenin C, ve C2 gibi düşük derişimli çözeltiler içeren iki bölümü arasındaki geçişme basıncı AP = (C2-C,) RT/V bağıntısı ile ifade edilir; bu bağıntıda R ideal gaz değişmezini, T termodinamik sıcaklığı, V çözücünün bir molünün kapsadığı hacmi (burada çözeltinin C derişimi, çözünen maddenin mol sayısının, çözücünün mol sayısına oranıdır) gösterir. Bölümlerden birinin arı bir çözücü içerdiği durumda geçişme basıncı Van’t Hoff yasasıyla verilir: AP = nRT/V. Buradan, çözeltide bulunan çözünen maddenin mol sayısını, V de çözeltinin hacmini gösterir Geçişme basıncının ölçümü, çözünmüş bir cismin molekül kütlesinin bulunmasını sağlar. (GEÇİŞİMÖLÇÜM.)

—Fizs. kim. Kimi zarlar, çözeltinin suyunu geçirmelerine karşın, çözeltide bulunan çözünmüş maddeleri geçirmez. Zarın bir yanı su, diğer yanı çözeltiyle temas ettiğinde arı sudan çözeltiye doğru bir geçişin oluştuğu gözlenir. Buna, geçişme olayı denir. Ters geçişme, olağan geçişmenin ters yöne dönüştürülmesidir. Bu olay, derişik çözeltiye, geçişme basıncının üzerinde bir basınç uygulanarak meydana getirilir. (Bu tür bir ayırma yönteminden özellikle suyun işlenmesinde ya da tuzunun giderilmesinde, meyve sularının derişikleştirilmesinde yararlanılır.)

—Kim. Elektrikle geçişme ilk kez 1808’de Reuss tarafından gözlendi. Gözenekli boş bir kap, su dolu başka bir kaba daldırılır, bu boş kabın içine ve dışına iki elektrot yerleştirilirse, elektrotlar arasındaki gerilim, belirli bir basınç farkı yaratarak suyun dıştaki kaptan içteki kaba geçmesini sağlar. Bu olayın nedeni şudur: içteki kabın her gözünün çeperi, belirli işarette iyonlar taşır. Çeperin hemen yanında ise sıvıda ters işaretli yükler taşıyan parçacıklar, dengeleyici iyonlardan yayınık bir katman (toplam elektriksel yansızlık ilkesi) oluşturur Çeperin yüzeyine koşut bir elektrik alanı uygulandığında devinimli dengeleyici iyonlar, sıvıyı sürükleyerek yer değiştirme eğilimi gösterir. Elektrikle geçişme, turba ve odunun kurutulması, derinin tabaklanması, kaolenin arılaştırılması ve kâgir duvarların kurutulması gibi değişik alanlarda kullanılır.