Presión osmótica

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Tema 1.5 del porgrama de Física IV, área 2

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Presión osmótica

  1. 1. PRESIÓN OSMÓTICA FÍSICA IV, AREA 2 ENP-UNAM Elaborado por M. en I. Alan Paz Martínez
  2. 2. PRESIÓN OSMÓTICA La ósmosis es un fenómeno de vital importancia a nivel celular. Antes de abordar este concepto y su presión se darán: ALGUNAS DEFINICIONES Disolución : Es la mezcla de dos o más sustancias. Ejemplo: agua (disolvente) + azúcar (soluto) Disolvente : sustancia que permite la dispersión de otra en su seno. Es la sustancia presente en mayor cantidad de la disolución. Soluto : es la sustancia presente en menos cantidad de la disolución.
  3. 3. Membrana semipermeable : es una membrana que deja pasar las moléculas del disolvente, pero no las de soluto.
  4. 4. Ósmosis Debido a que la membrana semipermeable no permite el paso de las moléculas del soluto, sólo lo hacen las moléculas del disolvente, pero estas moléculas encuentran más obstáculos del lado donde la disolución es hipertónica (más concentrada) porque se encuentran en su camino a las moléculas del soluto que ocupan varios espacios que les impide pasar. Por lo tanto el flujo se da en sentido contrario.
  5. 5. Por lo tanto, se puede afirmar que: Ósmosis es el fenómeno en el cual las moléculas del disolvente se difunden pasando de la disolución de menor concentración (hipotónica) hacia la de mayor concentración (hip er tónica). ( agua: d isolvente) ( soluto ) Más diluido Más concentrado
  6. 6. Debido al flujo de disolvente de la disolución menos concentrada hacia las más concentrada, aparecerá una diferencia de niveles en los compartimientos separados por la membrana semipermeable. Cuando se alcanza el equilibrio de concentraciones cesa la ósmosis. Solución hipotónica Solución hipertónica Membrana semipermeable Menos soluto Más soluto
  7. 7. PRESIÓN OSMÓTICA La diferencia de niveles de las disoluciones que se encuentran en ambos compatim i entos separados por la membrana genera una presión hidrostática que es precisamente la presión osmótica. Presión aplicada necesaria para evitar el incremento de volumen No hay movimiento neto del disolvente
  8. 8. La presión osmótica se define como la presión hidrostática necesaria para detener el flujo de disolvente a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferentes concentraciones. También se puede decir que la presión osmótica es la presión que se debe ejercer en la disolución de mayor concentración para detener el flujo de disolvente a través de la membrana y evitar el incremento de volumen.
  9. 9. Si la presión aplicada detiene la ósmosis,entonces, P aplicada = P osmótica Si P aplicada > P osmótica , aparece la ósmosis inversa y el disolvente es obligado a abandonar la disolución más concentrada y a difundirse hacia la disolución menos concentrada. Presión aplicada necesaria para evitar el incremento de volumen Presión aplicada Membrana Flujo de disolvente o agua Ósmosis inversa
  10. 10. ORIGEN DE LA PRESIÓN OSMÓTICA Y SU CÁLCULO El holandés Jacobus Enricus van´t Hoff propuso una teoría en donde las moléculas del soluto que están atrapadas entre el émbolo y la membrana se comportan como un gas encerrado y describió la presión osmótica como resultado de las colisiones de las moléculas del soluto contra la membrana semipermeable sin que las moléculas del disolvente contribuyeran de ninguna manera.
  11. 11. Con este modelo, la presión osmótica de una disolución es la misma presión que un gas ideal ejercería si ocupase el mismo volumen de la disolución. Donde: П = presión osmótica (Pa) n = número de moles de soluto en la disolución R = constante universal de los gases = 8.31J/(mol K) T= temperatura (K) c = n/V = concentración molar (mol/m 3 ) V = volumen de la disolución (m 3 )
  12. 12. Hay que recordar que un mol indica la masa en gramos (masa molar) de una sustancia la cual es numéricamente igual a la masa atómica de cada molécula individual.
  13. 13. Ejemplo 1 Determinar las presión osmótica de un fluido intracelular cuya concentración molar es de 0.3 moles/l. Considere que el fluido se encuentra a temperatura corporal (37°C).
  14. 14. Ejemplo 2. Una masa de 5 gramos de masa molar de 250 gramos se disuelve en 600 cm 3 de agua a 27°C. Calcular la presión osmótica de la disolución La masa molar de 250 g está representando un mol de la sustancia. Por tanto, se tiene que determinar cuántos moles representan 5 gramos. Datos:
  15. 15. <ul><li>LA PRESIÓN OSMÓTICA EN LAS CÉLULAS </li></ul><ul><li>La ósmosis es un proceso vital en los seres vivos. </li></ul><ul><li>Las células están rodeadas de fluidos como la sangre y la savia con diferentes concentraciones de solutos. </li></ul><ul><li>La membrana celular es permeable al agua, al oxígeno, al nitrógeno, al dióxido de carbono, a la glucosa y aminoácidos. </li></ul><ul><li>La membrana celular es impermeable a las moléculas de proteínas y polisacáridos. </li></ul>
  16. 16. <ul><li>Si el fluido que rodea a la célula es hipertónico (de mayor concentración) con respecto al fluido celular, la célula perderá agua por ósmosis y se “marchita” (plasmólisis). </li></ul><ul><li>Si el fluido que rodea a la célula es hipotónico (de menor concentración) con respecto al fluido celular, la célula ganará agua por ósmosis y se “hincha” o puede llegar a explotar (turgencia). </li></ul><ul><li>Si el fluido que rodea a la célula es isotónico (de igual concentración) con respecto al fluido celular, la célula no ganará ni perderá agua por ósmosis y se mantiene es un estado “normal”. </li></ul>Solución hipertónica Solución hipotónica Solución isotónica Célula animal Célula vegetal marchita normal lisada plasmolisada flácida turgente
  17. 17. ÓSMOSIS EN EL RIÑÓN En el organismo los productos del desecho del metabolismo son eliminados de la sangre por ósmosis en lo riñones mediante el proceso conocido como diálisis . La sangre entra en los riñones a través de un conjunto de capilares llamado glomérulo que se encuentra encerrado en una membrana . Del glomérulo salen los túbulos que están en contacto con otros capilares sanguíneos. Al conjunto de glomérurulos, membrana y túbulos se le llama nefrona y en el riñón humano hay alrededor de un millón de éstas.
  18. 18. El glomérulo es una membrana semipermeable y filtrante que impide el paso de los coloides de la sangre. En el proceso de filtración se requiere de una presión hidrostática para que el disolvente pueda atravesar la membrana (ósmosis inversa), la cual debe tener un valor de 70 torr para que el riñón funcione correctamente. El líquido fluye hacia los túbulos conteniendo los materiales de desecho, sales valiosas y minerales.
  19. 19. En su paso por los túbulos contorneados, los materiales valiosos junto con 99% del líquido regresan a la corriente sanguínea, mientras que se impide que lo haga el desecho, que termina por ser excretado en forma de orina.
  20. 20. En la actualidad existen riñones artificiales que son máquinas en donde la sangre es tomada de una arteria del antebrazo y bombeada a través de tubos de celulosa de paredes muy delgadas . Los tubos están enrollados en el interior de la máquina y son bañados de una solución oxigenada. Cuando la sangre contaminada fluye a través de los tubos, las moléculas de desechos tóxicos pasan por ósmosis hacia la solución oxigenada y la sangre limpia, después de ser filtrada para eliminar burbujas, vuelve a entrar a una vena del antebrazo.
  21. 21. <ul><li>BIBLIOGRAFÍA </li></ul><ul><li>Cromer, Alan H. Física para las ciencias de la vida. Editorial Reverté. </li></ul><ul><li>McDonald, S.G. Física para las ciencias de la vida y de la salud. Fondo Educativo Interamericano. </li></ul><ul><li>www.wikipedia.com </li></ul><ul><li>www.worldofteaching.com </li></ul>

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