Language
Country/Area
No result found
Comment les molécules d'eau traversent-elles les membranes ? Découvrez le mystère de la pression osmotique !
La pression osmotique désigne la pression minimale requise pour empêcher le solvant pur de pénétrer dans la solution à travers une membrane semi-perméable. Il s'agit également d'une mesure de la tendance d'une solution à absorber le solvant pur par le biais du processus osmotique. La pression osmotique est un facteur extrêmement important pour de nombreux processus biologiques et chimiques, et le phénomène d’osmose correspondant est crucial dans les fonctions cellulaires et la gestion de l’eau.
L'osmose et sa théorie de base
Pendant le processus d'osmose, lorsque deux solutions de concentrations différentes sont séparées par une membrane sélectivement perméable, les molécules de solvant s'écoulent préférentiellement de la solution la moins concentrée vers la solution la plus concentrée. Ce phénomène finira par se poursuivre jusqu’à ce qu’un état d’équilibre soit atteint. Selon les recherches du scientifique Jacobus van 't Hoff, nous pouvons exprimer la relation quantitative entre la pression osmotique et la concentration en soluté comme suit :
La relation proportionnelle entre la pression osmotique et la concentration en soluté signifie que la pression osmotique est une propriété de la condensation.
Application de la pression osmotique
Les mesures d'osmolalité peuvent nous aider à déterminer le poids moléculaire. Ce phénomène n’est pas seulement largement utilisé en chimie, mais il est également d’une importance vitale dans les cellules biologiques. Comment les organismes régulent-ils la pression osmotique, comme les états clés suivants :
- L’hypertonie peut provoquer un rétrécissement des cellules.
- L’hypotonie provoque le gonflement des cellules.
- L’isotonie ne modifie pas le volume cellulaire.
Lorsque les cellules biologiques se trouvent dans un environnement de faible pression osmotique, les molécules d’eau pénètrent dans les cellules, provoquant une accumulation d’eau à l’intérieur des cellules, provoquant ainsi le gonflement des cellules. Dans les cellules végétales, la paroi cellulaire limite l'expansion. Cette pression interne est appelée pression de turgescence. La pression de turgescence permet aux plantes de pousser verticalement et affecte dans une certaine mesure l'ouverture et la fermeture des stomates des plantes.
Osmose inverse et traitement de l'eau
Le principe de base de la pression osmotique a également conduit au développement de l’osmose inverse, un processus largement utilisé pour la purification de l’eau. Le principe utilisé dans le système de traitement de l'eau consiste à placer l'eau dans une chambre à une pression supérieure à la pression osmotique. Une partie de la chambre passe à travers une membrane sélectivement perméable, à travers laquelle les molécules d'eau peuvent passer, mais pas les particules de soluté. Cette technologie est particulièrement adaptée au dessalement de l’eau de mer et est largement utilisée dans le monde pour obtenir de l’eau potable.
La pression osmotique est d'environ 27 atmosphères (atm) d'eau de mer, ce qui nous rappelle l'impact de l'environnement naturel sur les organismes et les plans d'eau.
Mesure de la pression osmotique et son importance
Afin de mesurer la pression osmotique, les scientifiques ont inventé un filtre (cellule de Pfeffer), qui peut évaluer efficacement les changements de pression osmotique des solutions dans différents états. Cette mesure est essentielle à un large éventail de recherches chimiques et biologiques, approfondissant notre compréhension de l’impact des phénomènes osmotiques sur les sciences de la vie et de l’environnement.
Avec la gravité croissante des problèmes environnementaux mondiaux, la protection et l’utilisation des ressources en eau sont devenues un enjeu important. Nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : face à des ressources en eau de plus en plus limitées, comment la science et la technologie peuvent-elles promouvoir davantage l’utilisation durable des ressources en eau ?
