تعريف الضغط الاسموزي

يعتبر الضغط الاسموزي أحد العوامل الفيزيائية التي تؤثر في الكائنات الدقيقة، بحيث يؤثر في مدى استفادة هذه الكائنات من الرطوبة، وسرعة واتجاه الماء بين الوسط الخارجي والخلية، كما يعتبر الماء المذيب الرئيسي في الخلية، والوسط الذي تتم فيه جميع التفاعلات الحيويّة والكيميائيّة، ويشكل الماء حوالي 70% إلى 90% من وزن الخلية، فما هو تعريف الضغط الاسموزي ؟

ماهو الضغط الاسموزي

الضغط الاسموزي هو انتقال جزيئات الماء عبر حاجز من المنطقة الأقل تركيزاً إلى المحلول الأعلى تركيزاً ليحدث التوازن، والضغط الذي سيتولد على طرفي الغشاء الناقل لجزيئات المذيب والفاصل بين المنطقتين المختلفتين في التركيز بسبب الخاصية الإسموزية يُسمى الضغط الإسموزي.

أو هو القوة الناتجة والضغط الناتج بسبب اختلاف تركيز المحاليل على جانبي الغشاء البلازمي للخلية، بسبب وجود المواد المذابة، لذلك فهو يلعب دورا محوريا في علم الأحياء.

ويتناسب الضغط الاسموزي تناسباً طرديّاً مع تركيز المذاب ودرجة الحرارة المطلقة، فكلما كانت حركة المذيب أكثر عبر الغشاء كانت قيمة الضغط الإسموزي أعلى، وكلما كان وجود جزيئات ذائبة في المحلول أكثر كان معدل انتقال جزئيات المذيب عبر الغشاء أكثر وكان الضغط الإسموزي أعلى وبالتالي كلما زاد تركيز المذاب ودرجة الحرارة زاد الضغط الإسموزي.

قانون الضغط الاسموزي

يتم حسابه من خلال المعادلة الرياضية التالية :

الضغط الإسموزي = ثابت فانت هوف للمحلول X التركيز المولي للمحلول X ثابت الغاز المثالي X درجة الحرارة بالكلفن.

Π = i*M*R*T

حيث إنّ:

Π: هي الضغط الإسموزي بوحدة ضغط جوي.

i: معامل هوف للسائل المذاب ويساوي واحد في سائل الماء

M: التركيز المولي للسائل المذاب بوحدة مول / لتر.

R: ثابت الغاز المثالي والذي يُساوي 0.08206 لتر· وحدة ضغط جوي / مول. كلفن

T: درجة الحرارة المطلقة بوحدة كلفن والتي تساوي 273 + درجة المئوية.

 ويُعبر عن وحدة قياس الضغط الإسموزي بوحدة (atm).

وتعتمد هذه المعادلة الرياضية على العوامل المؤثرة في الضغط الإسموزي وهي التركيز ودرجة الحرارة، كما تعتمد أيضًا على عامل فان هوف والذي بدوره يعتمد على ما إذا كان المذاب سيبقى ككتلة واحدة مثل السكروز أو يذوب في الماء ويُشكل أيونات مثل ملح الطعام، وبذلك ستُحسب قيمة عامل فان هوف للسكروز هو واحد ولملح الطعام 2، لأنه سينقسم في الماء على شكل أيونين.

طالع أيضا: تعريف قانون الكثافة

الضغط الاسموزي في الجسم

• تلعب الخاصية الأسموزية دورًا هامًا في جسم الإنسان وخلاياه المكوّنة له، إذ تمنع الخاصية الأسموزية انفجار أو انكماش الخلايا وتبقيها بالشكل الذي يمكّنها من القيام بمهامها.
• تحدث عملية الضغط الأسموزي في الجهاز البولي للإنسان داخل المثانة حتى لا يتم فقد الكثير من السوائل داخل الجسم من خلال عملية التبول، فيحدث ارتشاح ما يجب خروجه فقط من الجسم.

• تتم أيضا عملية الضغط الأسموزي في غسيل الكلى لدى المرضى الذين يعانون من الفشل الكلوي، وذلك الضغط الأسموزي يحدث لفصل البول عن الدم والعمل على تنقيته.

الضغط الاسموزي في الدم

ينتج هذا الضغط عن وجود البلورات و الأملاح في البلازما و ترجع أهميته الى المحافظة على تعادل الأملاح و الماء داخل الخلية و خارجها ( في الشرايين و الأوعية الدموية الدقيقة ) .
فمثلاً وجود الأملاح بكثرة في الدم يسبب سحب الماء من الخلايا و هذا يؤدي الى الجفاف، أما قلة الأملاح فيسبب دخول الماء الى الخلايا وهذا ما يعرف بالتسمم المائي .
و الضغط الاسموزي للبلازما يساوي 310 L/MOSM = 5000-5300 ملم زئبقي .

الضغط الاسموزي عند النبات

إن عملية امتصاص جذور النباتات للمياه الموجودة في التربة تتم على أساس الضغط الإسموزي فتكون التربة ذات تركيز أملاح أقل من تركيز الأملاح في الجذور وبالتالي ينتقل الماء من التربة إلى الجذور، أما في حال كانت التربة مالحة، سينتقل الماء من الجذور إلى التربة، وبالتالي ستتعرض النبتة للجفاف ثم الموت.

وهذا ما يفسر أسباب جفاف النباتات حين يكون تركيز الأملاح في التربة أكبر من تركيزها في الجذور فينعكس الضغط الإسموزي.

أمثلة تطبيقية على الضغط الاسموزي

• يمكن ملاحظة خاصية الضغط الاسموزي بإجراء تجربة البطاطا، وذلك بوضع شرائح البطاطا في ماء مملح، وتركها بعض الوقت، عندها سيتم ملاحظة انكماش الشرائح.
• كما يمكن وضع حبات من الكرز الأحمر في ماء نقي، وتركه لبعض الوقت، وعندها سيتم ملاحظة انفجار الحبات، لأن الماء يدخل إلى الحبات في محاولة موازنة الضغط الناتج عن المواد السكرية فيها، ويمكن ملاحظة هذه النتيجة في حقول الكرز عند هطول المطر لساعات طويلة.
• تتم عملية الضغط الأسموزي في تنقية مياه الآبار وتحلية مياه البحر وذلك من خلال تعريض الماء لضغط معين يفوق معدل الضغط الأسموزي حتى يسهل انتقال الماء العذب بدون المذاب من خلال غشاء خاص لموازنة الضغط.

وفي ختام مقالنا لهذا اليوم تعريف الضغط الأسموزي نكون قد انتهينا من توضيح مفهوم الضغط الأسموزي وأهميته في العمل داخل الكائنات الحية سواء الإنسان أو النبات أو غير ذلك.