INSTITUTO TECNOLOGICO DEACAPULCO CARRERA: INGENIERIA BIOQUIMICA MATERIA: FISICOQUIMICA ALUMNO: LUIS DAVID TENORIO RAMIREZ No CONTROL: 12320398 PROFA: DRA. MARIA DE LOS ANGELES GAMA GALVEZ 2.5 PRESION OSMOTICA PRESIÓN OSMOTICA GENERALIDADES • • • La célula es un sistema abierto que intercambia sustancias con su medio externo. El agua es la sustancia que mas difunde la membrana celular La osmosis es posible gracias a la existencia de membranas semipermeables. SOLVENTE Es una sustancia que permite la dispersión de otra sustancia en ella. SOLUTO Es la sustancia que, por lo general, se encuentra en menor cantidad y que se disuelve. Ejemplo: sal, azúcar, glucosa, proteínas, sodio, potasio, etc., DISOLUCIÓN Una disolución es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias. MEMBRANA SEMIPERMEABLE Es una membrana que deja pasar las moléculas del disolvente, pero no las del soluto. ÓSMOSIS Es el transporte pasivo, donde moléculas de agua son transportada a través de la membrana. El agua pasa de un lugar de menor concentración de solutos a un lugar de mayor concentración de solutos. PRESIÓN OSMOTICA La presión osmótica se define como la presión hidrostática necesaria para detener el flujo de disolvente a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferentes concentraciones. También se puede decir que la presión osmótica es la presión que se debe ejercer en la disolución de mayor concentración para detener el flujo de disolvente a través de la membrana y evitar el incremento de volumen. Henri Dutrochet (nacido el 14 de noviembre 1776, Neón, Francia y murió 04 de noviembre 1846, Paris), fue medico, biólogo y fisiólogo; fundador de la teoría celular, descubridor del proceso de osmosis (La disolución pasiva de agua de alta concentración a través de una membrana semipermeable, como pared celular). Dutrochet dirigió sus estudios hacia la fisiología vegetal y animal, y sus experimentos clásicos sobre osmosis. Construyo un osmómetro (un dispositivo para medir la presión osmótica) 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. Dutrochet descubrió el fenómeno de la osmosis cuando observo que la difusión del solvente a través de una membrana semipermeable ocurría siempre de la solución de menor concentración de un soluto, que no puede pasar, hacia la solución de mayor concentración; además, el solvente que fluye es capaz de desarrollar una presión sobre la membrana a la que le denomino presión osmótica. Este descubrimiento lo dio a conocer en 1828. MEDIO ISOTÓNICO Un medio o solución isotónico es aquel en el cual la concentración de soluto es igual fuera y dentro de una célula. MEDIO HIPOTÓNICO Es aquella que tiene menor concentración de soluto en el medio exterior en relación al medio interior de la célula. MEDIO HIPERTÓNICO Es aquella que tiene mayor concentración de soluto en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O) debido a la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por deshidratación. CONCLUSIÓN • • • • Osmosis se refiere al transporte pasivo del agua Dicho proceso es gracias a la semipermeabilidad de la membrana Los solutos son pieza clave en la ósmosis La presión osmótica es directamente proporcional al numero de solutos. OSMOSIS EN LOS PECES ¿LOS PECES BEBEN AGUA? Los peces del rio no beben agua, pero los del mar si. ¿CUAL ES LA DIFERENCIA? Los peces del mar viven en un medio hiperosmótico, un medio que tiene una mayor concentración de sales que el propio cuerpo del pez. Como el agua siempre fluye, por ósmosis, de las concentraciones menos salinas a la más salinas, el cuerpo del pez pierde agua y sufre una progresiva deshidratación. Así que se ve obligado a beber agua con el fin de separar de la solución salina el agua pura que les permita satisfacer sus necesidades metabólicas. Pero al pez de agua dulce le sucede lo contrario. Su concentración salina es superior a la del medio y por ello deben eliminar el agua dulce que continuamente ingresa en sus cuerpos. Y no necesitan beber agua. OSMOSIS EN LAS PLANTAS De la misma manera que los animales respiran oxígeno y exhalan dióxido de carbono, las plantas toman rítmicamente agua y liberan vapor de agua. El agua es absorbida a través del sistema de raíces. Entonces, el agua transporta nutrientes a la planta, a través del tallo o tronco, y los depósitos de alimentación crecen por toda la planta. Después de haber terminado su trabajo, el agua se libera a la atmósfera a través de las hojas en un proceso llamado transpiración. EJEMPLOS *Las plantas toman agua de la tierra mediante un proceso de ósmosis entre sus raíces y la tierra. Las raíces tienen una membrana que permite el paso el agua. * Cuando se suda, el agua sale de la piel a través de un proceso de ósmosis. * Los filtros para purificar agua trabajan por medio de ósmosis, estos filtros están hechos de un material poroso con agujeros que permiten el paso de las moléculas de agua, pero no de moléculas más grandes que éstas, como pueden se cierto tipo de contaminantes o sedimentos. * Si una persona bebe agua de mar, salada, al llegar al estómago el fenómeno de la ósmosis hará que el agua de las células del estómago salga hacía el agua de mar. Las células del estomago se resecan y mueren y con ellas la persona. APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA DESIDRATACIÓN OSMOTICA: Este es uno de los procesos más interesantes de aplicar en cierto tipo de productos que presentan condiciones sensoriales especiales. Como se trata de la conservación de un material por disminución de actividad de agua, usando la fuerza osmótica de una solución de azúcar, sal u otros materiales, se puede realizar a temperatura ambiente. En ello trae consigo muchos beneficios, especialmente en la calidad sensorial como sabor, aroma y color. La presión osmótica se utiliza en diversos métodos para la conservación de los alimentos, como el salazón, los almibares, compotas y mermeladas. Son métodos de gran eficacia que permiten la conservación a temperatura ambiente durante largos periodos, no tóxicos, aunque un consumo excesivo de sal o azúcar puede tener efectos negativos, técnicamente sencillos y muy económicos. SALAZÓN: Es un método para conservar los alimentos que consiste en añadirles sal o sumergirlos en agua muy salada para que la presión osmótica del alimento impida que se desarrollen en las bacterias u hongos. COMPOTA: Es un tipo de conserva de vegetales triturados a los que se ha añadido azúcar. ALMIBAR: Es una disolución de azúcar disuelta en agua y cocida hasta tener una consistencia de jarabe. ORIGEN DE LA PRESIÓN OSMÓTICA Y SU CÁLCULO El holandés Jacobus Enricus Van ´t Hoff propuso una teoría donde las moléculas del soluto que están atrapadas entre el embolo y la membrana se comportan como un gas encerrado y describió la presión osmótica como resultado de las colisiones de las moléculas del soluto contra la membrana semipermeable sin que las moléculas del disolvente contribuyan de ninguna manera. La presión osmótica de una disolución esta dada por: π =MRT M: Es la molaridad de la solución R: Es la constante de los gases (0.0821 L . atm/K . Mol) T: Es la temperatura absoluta (°K) π: Es la presión osmótica (atm) EJERCICIOS La osmótica promedio del agua del mar es presión aproximadamente de 30.0 atm a 25 °C. Calcule la concentración molar de una disolución acuosa de sacarosa (C12H22O11) que es isotónica con el agua de mar. Datos: π= agua de mar y sacarosa = 30.0 atm (ambas son isotónicas) M= ? R= 0.0821 L. atm/k .mol T= 25 °C + 273 = 298 K π =MRT = = = 1.23 mol/L = 1.23 M. M 2.) Calcular a 20 °C la presión osmótica de una solución de glucosa (C6H12O6) que contiene 2 moles de soluto en 0.040 L de solución acuosa. 3.) ¿Cuál es la presión osmótica (en atm) de una disolución de urea 0.884 M a 16 °C?