La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones biológicas, pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.
Difusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una distribución homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al cabo de cierto tiempo.
En Biología es especialmente importante el fenómeno de difusión a través de membranas, ya que la presencia de las membranas biológicas condiciona el paso de disolvente y solutos en las estructuras celulares (Figura de la derecha).
La presencia de una membrana separando dos medios diferentes impone ciertas restricciones al proceso de difusión de solutos, que dependerán fundamentalmente de la relación entre el diámetro de los poros de la membrana y el tamaño de las partículas disueltas. Las membranas se clasifican en cuatro grupos :
- impermeables: no son atravesadas ni por solutos ni por el disolvente
- semipermeables: no permiten el paso de solutos verdaderos, pero sí del agua
- dialíticas: son permeables al agua y solutos verdaderos, pero no a los solutos coloidales
- permeables: permiten el paso del disolvente y de solutos coloidales y verdaderos; sólo son impermeables a las dispersiones.
La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus
aplicaciones biológicas, pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.
Difusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto
tienden a alcanzar una distribución homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al cabo de cierto tiempo (Figura de la izquierda). En Biología es especialmente importante el
fenómeno de difusión a través de membranas, ya que la
presencia de las membranas biológicas condiciona el paso de disolvente y solutos en las estructuras celulares.
La presencia de una membrana separando dos medios diferentes
impone ciertas restricciones al proceso de difusión de solutos, que dependerán fundamentalmente de la relación entre el diámetro de los poros de la membrana y el tamaño de las partículas disueltas. Las membranas se clasifican en cuatro grupos :
En Biología y en Fisiología, al hablar de disolvente nos referimos al
agua, pero los solutos
pueden ser:
Ósmosis es la difusión de líquidos a través de membranas.
Supongamos una disolución de NaCl separada del disolvente por una membrana semipermeable que, como hemos visto, permite el paso del agua pero no de la sal (Figura izquierda de la tabla). El agua tiende a atravesar la membrana, pasando de la disolución más diluída a la más concentrada (Figura central), o sea, en el sentido de igualar las concentraciones. Esta tendencia obedece al
segundo principio de la termodinámica y se debe a la
existencia de una diferencia en la presión de vapor entre las dos disoluciones. El equilibrio se alcanza cuando a los dos
lados de la membrana se igualan las concentraciones, ya que el flujo
neto de agua se detiene.
Se define la presión osmótica como la tendencia a diluirse de
una disolución separada del disolvente puro por una membrana semipermeable (Figura central de la tabla). Un soluto ejerce presión osmótica al enfrentarse con el disolvente sólo cuando no es capaz de
atravesar la membrana que los separa. La presión osmótica de
una disolución equivale a la presión mecánica necesaria para evitar la entrada de agua cuando está separada del disolvente por una membrana semipermeable (Figura derecha de la tabla).
Para medir la presión osmótica se utiliza el osmómetro, que
consiste en un recipiente cerrado en su parte inferior por una membrana semipermeable y con un émbolo en la parte superior. Si introducimos una disolución en el recipiente y lo sumergimos en agua destilada, el agua atraviesa la membrana semipermeable y ejerce una presión capaz de elevar el émbolo hasta una altura determinada. Sometiendo el émbolo a una presión mecánica adecuada se puede impedir que pase el agua hacia la disolución, y el valor de esta presión mecánica mide la presión osmótica.  Las leyes que regulan los valores de la presión osmótica para disoluciones muy diluídas (como las que se manejan en Biología) son análogas a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de su descubridor Jacobus H. Van t'Hoff , premio Nobel de Química en 1901, y se expresan mediante la siguiente fórmula:
p= m R T
donde p representa la presión osmótica, m es la molalidad de la
disolución, R es la constante universal de los gases y T es la temperatura absoluta.
Si comparamos la presión osmótica de dos disoluciones podemos
definir tres tipos de disoluciones:
La membrana del eritrocito puede considerarse como una
membrana semipermeable, que permite el paso del agua, pero no de las sales. En un medio isotónico (de igual presión osmótica), el eritrocito permanece inalterable. Si el eritrocito se introduce en agua destilada
o en un medio hipotónico el agua atravesará la membrana hacia
el citoplasma, con lo que aumenta el volumen celular, distendiendo la membrana hasta que llega un punto en que ésta se rompe . Este fenómeno se conoce con el nombre de hemolisis. Si el eritrocito se pone en un medio hipertónico (de mayor presión osmótica), el agua sale del eritrocito hacia el exterior, con lo cual su volumen disminuye, y la membrana se retrae, de forma que ofrece al microscopio un aspecto estrellad.
 Resulta, por tanto, vital para la célula mantener constante la presión osmótica del medio intersticial. Cuando la célula se encuentra en un medio donde la osmolaridad es distintaa la de su medio interno, tanto su funcionamiento como su propia integridad se encontrarán amenazados. |
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