Biologie · Begrippenlijst

Wat is Osmose, waterpotentiaal?

Ook bekend als: osmose · waterpotentiaal · osmotische potentiaal · drukpotentiaal · isotoon

Definitie 7.6 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 7 — Membranen en membraantransport

Osmose is de netto diffusie van water door een membraan die water doorlaat maar de opgeloste stoffen niet, van de oplossing waar water het meest geconcentreerd is (minder opgeloste stof) naar die waar het dat het minst is. Zij wordt beschreven met de waterpotentiaal Ψ\Psi, de chemische potentiaal van water uitgedrukt als een druk, nul voor zuiver water bij atmosferische druk:

Ψ=Ψs+Ψp,Ψs=RTcs,\Psi = \Psi_s + \Psi_p, \qquad \Psi_s = -RTc_s ,

waarin Ψs\Psi_s, de osmotische potentiaal, daalt met de totale concentratie opgeloste stof csc_s (in osmol per liter, de wet van van ’t Hoff) en Ψp\Psi_p, de drukpotentiaal, de hydrostatische druk boven de atmosferische is. Water gaat van hogere naar lagere Ψ\Psi. Bij 25C25\,{}^{\circ}\mathrm{C} is RT=2.48MPaL/molRT = 2.48\,\mathrm{MPa}\,\mathrm{L}/\mathrm{mol}: een oplossing van 0.3osmol/L0.3\,\mathrm{osmol}/\mathrm{L} heeft Ψs=0.74MPa\Psi_s = -0.74\,\mathrm{MPa}. Een oplossing is isotoon ten opzichte van een cel wanneer er netto geen water beweegt, hypotoon wanneer er water binnenkomt, hypertoon wanneer er water vertrekt.

Rode bloedcellen in een isotone oplossing (biconcave schijven), in een hypotone (bolvormig opgezwollen, op het punt te barsten) en in een hypertone (geschrompeld en gekarteld). Water volgt zijn potentiaal; de cel heeft geen wand om weerstand te bieden.
Rode bloedcellen in een isotone oplossing (biconcave schijven), in een hypotone (bolvormig opgezwollen, op het punt te barsten) en in een hypertone (geschrompeld en gekarteld). Water volgt zijn potentiaal; de cel heeft geen wand om weerstand te bieden.
Plasmolyse: uienepidermis in een geconcentreerde zoutoplossing. De protoplast van elke cel heeft water verloren en is van de stijve wand weggetrokken, die haar vorm behoudt. In water zou de protoplast weer tegen de wand opzwellen en turgescent tot stilstand komen.
Plasmolyse: uienepidermis in een geconcentreerde zoutoplossing. De protoplast van elke cel heeft water verloren en is van de stijve wand weggetrokken, die haar vorm behoudt. In water zou de protoplast weer tegen de wand opzwellen en turgescent tot stilstand komen.

Voorbeelden

Voorbeeld 7.7 (Een rode cel in drie oplossingen)

Plasma is 0.3osmol/L0.3\,\mathrm{osmol}/\mathrm{L}: Ψs=0.74MPa\Psi_s = -0.74\,\mathrm{MPa} aan beide zijden, geen netto stroom. In zuiver water (Ψ=0\Psi = 0) neemt de cel, die binnen op 0.74MPa-0.74\,\mathrm{MPa} zit, water op tot haar membraan, die maar enkele procenten kan rekken, scheurt. In zout van 0.6osmol/L0.6\,\mathrm{osmol}/\mathrm{L} verliest zij water tot haar binnenkant even geconcentreerd is, bij de helft van haar volume. Een plantencel in zuiver water barst niet: naarmate er water binnenkomt wordt de wand gerekt en stijgt Ψp\Psi_p tot Ψp=Ψs\Psi_p = -\Psi_s, is de waterpotentiaal binnen nul, en stopt de stroom met de cel turgescent bij 0.74MPa0.74\,\mathrm{MPa}.

Lees in het hoofdstuk →