浸透

浸透の定義

浸透は、溶質がより希釈された溶液からより濃縮された溶液への溶媒（生物学的システムでは通常水）の自発的な通過です。この動き（半透膜を介して発生します）は、両方の溶液が同じ濃度を獲得して維持する平衡状態に達するまで続きます。

実例

浸透の概念をより明確にするために、半透膜（つまり、溶媒（この場合は水）のみを透過し、コンパートメントAには、大さじ1杯のグルコースが溶解した水溶液がありますが、パートBには、大さじ3杯のグルコースが溶解した等量の水溶液があります（したがって、より濃縮されています）。違いにより、膜の側面にグルコースの濃度勾配が生じます。この糖は膜を通過できないため、コンパートメントA（グルコースがより希釈されている）からコンパートメントB（より豊富な場所）に向かって水が通過すると平衡に達します。 ）。必要に応じて、水は浸透によって、より濃縮された溶液（A）からより濃縮されていない溶液（B）に移動するとも言えます。

この流れに続いて、Bの水位はAで増減し、2つの間に特定のレベル差を作成します。この現象は、2つの溶液が同じ濃度に達したときに終了し、一定に保たれます。

低張、等張および高張ソリューション

モル濃度が異なる（粒子の数が異なる）2つの溶液を使用すると、モル濃度が最も低い溶液は低張と定義され、濃度が高い溶液は高張と定義されます。 2つの溶液は、同じ濃度の場合、代わりに等張（または等モル）になります。

作成したばかりの例では、ソリューションBは他のソリューション（低張として定義）よりも高張（したがって、より多くの溶質を含む）です。したがって、通常の条件下では、溶媒は浸透によって低張液から高張液に移動します。物理法則を試してみると、浸透の概念そのものを覆し、最も希釈された濃度から最も濃縮された濃度への溶媒の通過を促進することができるため、標準状態について話しました（逆浸透）。

浸透圧と逆浸透

これまでに説明したように、浸透によって生成された溶媒の正味の流れは、2つの溶液が同じ濃度に達するまで続きます。さて、この動きは、最高濃度のコンパートメントに圧力を加えることによって、対抗、停止、または逆転させることができます。

前の例では、ピストンをコンパートメントB（濃度が高いことを覚えています）に配置し、特定の力で押し下げて、Aへの水の通過を促進するだけで十分です。この場合は逆です。浸透。

浸透圧は、溶媒が半透膜を通過するのに正確に対抗する圧力です。したがって、浸透を打ち消すために必要な圧力です。

これまでに言われたことについては、2つの等張液は同じ浸透圧を持っています。したがって、浸透圧は、溶液中に存在する粒子の数にのみ依存し、それらの性質には依存しないことを強調する必要があります。

浸透と人体

実際、人体の細胞を取り囲む原形質膜は半透過性の膜であり、浸透を介して小分子（水や尿素など）を直接通過させることができますが、高分子量の細胞膜は通過できません（タンパク質、アミノ酸、糖など）。したがって、体液の浸透圧バランスは、細胞が住むのに最適な環境を保証するために不可欠です。

赤血球のような細胞を低張液に浸すと、浸透によって（水の侵入によって）腫れが生じ、爆発することさえあります。逆に、高張液それが受ける細胞は、外側への水の通過のために、それをしわにする深刻な脱水を引き起こします。幸いなことに、人体では、細胞は内部環境に関して等張液に浸されており、これらの液体を浸透圧平衡に保つためのさまざまなシステムがあります。

浸透圧と食品貯蔵

自家製ジャムについて少し考えてみましょう...砂糖は風味を改善するだけでなく、何よりも貯蔵寿命を延ばすために豊富に加えられています。それでも、砂糖は製品の分解に関与する多くの微生物の生命にとって重要な要素です。この明らかな矛盾は、浸透の概念そのものによって解体されます。

実際、この法則をジャムに適用すると、浸透圧がはるかに高いため、ジャー内に存在する細菌細胞は、浸透、しわ、および死ぬ（または少なくとも不活性化する）ことによって水分を失います。したがって、高張液を使用すると、生命のための水の利用可能性と微生物の増殖が減少するため、食品の保管時間が長くなります。浸透の法則は、塩水（食品が高張液に浸される場所）でも利用されます。溶質は一般的な食卓塩です）。他の例は、ケーパー（または塩で保存された他の食品）と砂糖漬けの果物によって与えられます。だから、なぜ調理されたときにだけステーキに塩が加えられるのか疑問に思っていた場合、今あなたは答えを持っています：生肉上のその存在は細胞内および細胞外ジュースの放出を促進し、それらの嗜好性を低下させます。同様に、ナスなどの特定の野菜に塩を振りかけ、浸透によって水と苦い液体を一掃するために、数時間休ませます。