Osmose

1: Conceitos Osmose é a movimentação da água entre diversos tipos de concentração de substâncias que podem ser dissovildas. Osmose é um processo que envolve a física e a química e é essencial para a sobrevivência das células, e também compreende a disciplina de biologia.

Quando a água se movimenta, ela o faz com o objetivo de ter a mesma concentração em todos os meios, através de uma pequena membrana com poros que permitem a passagem das moléculas de água. Esse tipo de transporte é chamado de transporte ativo, onde a célula tem um gasto de energia, e quando ela não tem, o transporte chama-se passivo.

Durante a osmose, o solvente tem tendência de atravessar a membrana semipermeável na direção da solução com menor concentração, de tal modo que nesta aumenta a quantidade de solvente e na outra diminui. Este efeito continua até que a pressão hidrostática equilibre esta tendência. O efeito de osmose é usado em numerosas aplicações e é uma das causas dos processos de intercâmbio na nutrição das células animais e vegetais.

Osmose é também usado de forma coloquial, principalmente no que diz respeito aos estudos e a forma de adquirir conhecimento. Os estudantes, quando não sabem alguma matéria, dizem que gostariam de aprender por osmose, ou seja, sem gastar muita energia e nem precisar de estudar.

2: Exemplos As membranas celulares dos vegetais, animais e do ser humano funcionam como uma membrana semipermeável. Abaixo, temos a ilustração de uma membrana plasmática de uma célula humana, composta por uma bicamada de fosfolipídeos, que funciona como uma membrana semipermeável, pois possui ação seletiva quanto ao tipo de substâncias que pode atravessá-la, controlando a saída e a entrada de moléculas e íons:

Portanto, o fenômeno da osmose ocorre nos seres vivos.

Outro exemplo é a ascensão da seiva nas plantas. As raízes das árvores funcionam como uma membrana semipermeável permitindo a passagem de água, ureia e outras substâncias, mas impedindo a passagem de íons sódio, glicose e outros. Como a solução que está dentro da raiz da planta é mais concentrada que a da terra, ocorre a passagem de água pela raiz para dentro da planta.

Para que essa água suba e atinja todas as regiões da planta, a pressão osmótica pode atingir valores de 50 atm.

O nosso sangue apresenta uma pressão osmótica de cerca de 7,8 atm, sendo que as hemácias ou glóbulos vermelhos também. Isso permite a passagem fácil de moléculas de água para dentro e para fora das hemácias. É por isso que o soro fisiológico e as injeções intravenosas devem possuir a mesma pressão do sangue. Dessa forma, dizemos que o soro e os glóbulos vermelhos sãoisotônicos. Veja também o texto sobre os Isotônicos.

Mas, se a pressão osmótica for diferente, isso afetará gravemente as hemácias. Por exemplo, se o soro for mais diluído, haverá osmose ou a passagem de água para dentro da hemácia, fazendo com que ela inche e possa até estourar. Nesse caso, dizemos que o meio é hipotônico.

Já se ocorrer o contrário, se o soro estiver mais concentrado, a hemácia perderá água para o meio externo, murchando.  Temos, então, um meio hipertônico.

3:Experimentos 

EXPERIMENTO - OBSERVAÇÃO DO PROCESSO DE OSMOSE ATRAVÉS DA MEMBRANA DE UM OVO - 1O. ANO - EM - PROFESSORA ROSANE SANTOS

EXPERIMENTO

PROCESSO DE OSMOSE ATRAVÉS DA MEMBRANA DE UM OVO

OBJETIVO:

Este experimento tem por objetivo observar o processo de osmose através da membrana de um ovo.

QUESTÃO PRÉVIA 

É possível introduzir ou retirar matéria de um ovo sem quebrá-lo ou perfurá-lo?

Justifique sua resposta.

TEMPO PREVISTO 

4 a 5 dias.

MATERIAL E REAGENTES 

· 2 béqueres de 300 mL (ou copos de vidro incolor)

· 1 colher de sopa

· 2 ovos de tamanhos iguais

· 250 mL de vinagre

· 250 g de açúcar

PROCEDIMENTO 

Lave um ovo somente com água e coloque-o num béquer contendo cerca de 250 mL de vinagre. Durante 5 a 10 minutos, observe o que acontece. Ocorre alguma reação química? Anote todas as suas observações. Deixe o sistema em repouso por pelo menos um dia. Ao lado, deixe o outro ovo para comparação.

Após um dia ou mais, observe se houve alterações no sistema. Quais? Compare o tamanho do ovo mergulhado no vinagre com o do outro ovo. Com cuidado, para não romper a membrana do ovo, retire o vinagre do béquer segurando o ovo. Observe se o ovo ainda tem casca. A seguir, lave-o apenas com água, recoloque-o no béquer e adicione cerca de 250 mL da solução fria supersaturada de açúcar. Observe se ocorre alguma reação. O ovo flutua ou fica no fundo do béquer? Deixe o sistema em repouso por pelo menos mais um dia. Após esse período, retire cuidadosamente o ovo da solução de açúcar, lave-o e compare seu tamanho com o do outro ovo.

PREPARO DA SOLUÇÃO 

Solução supersaturada de açúcar

- adicione 250 g de açúcar a cerca de 250 mL de água quente e continue aquecendo e mexendo até que a dissolução seja completa. A solução ficará amarelada e viscosa.

DISCUSSÃO 

Na primeira parte deste experimento, após o consumo da casca do ovo na reação com o ácido, o ovo fica envolvido apenas por uma membrana. Essa membrana é semipermeável, pois permite a passagem da água de uma solução mais diluída (meio hipotônico) para uma mais concentrada (meio hipertônico): esse processo de transferência da água através da membrana semipermeável é conhecido como osmose. No caso do ovo sem casca imerso no vinagre, a água da solução (vinagre) entra no ovo porque a concentração de solutos dentro do ovo é maior do que no vinagre. No caso do ovo inchado com água, em contato com a solução de açúcar, a água sai do interior do ovo porque a concentração de solutos no ovo agora é menor do que na solução.

O processo de osmose está presente em muitos mecanismos de transporte celular, principalmente entre células vegetais e microorganismos unicelulares. No caso dos vegetais ocorre o transporte de água do solo úmido (meio hipotônico) para o interior da raiz (meio hipertônico). No caso de microorganismos unicelulares, geralmente com concentrações de solutos bem maiores que o meio externo (água doce), ocorre transporte contínuo de água para o seu interior; para não estourar, o microorganismo precisa bombear para fora o excesso de água. O contrário ocorre em microorganismos unicelulares de água salgada, havendo gasto de energia para repor a perda de água para o meio exterior mais concentrado, impedindo que o microorganismo murche.

OBSERVAÇÕES 

1 - A casca do ovo é formada, em grande parte, de carbonato de cálcio (CaCO₃). Quando se coloca o ovo em contato com o vinagre, observa-se a evolução de gás carbônico devido à seguinte reação:

2H⁺(aq) + CaCO₃(s) ® CO₂(g) + H₂O(l) + Ca⁺²(aq)

2 - Um fenômeno físico que também pode ser observado no início do experimento, é a flutuação do ovo com casca, associada à formação de uma camada de bolhas na superfície. Ocorre que a densidade do conjunto ovo/camada de bolhas é menor que a densidade só do ovo. A este fenômeno dá-se o nome de empuxo.

Curiosidades : 

Curiosidades: A membrana celular age como uma membrana semipermeável porque permite a passagem de algumas substâncias, mas não de outras, através de sua estrutura. Um exemplo é a água e a ureia, que podem atravessar através da membrana celular. Os íons sódio e a glicose não podem. A membrana celular é uma estrutura lipoproteica (que é formada de gordura e de proteína), com uma camada bimolecular de lipídios (gorduras), onde se encontram dispersas muitas moléculas de proteínas, como as glicoproteínas, proteínas simples e algumas enzimas. Realiza uma permeabilidade seletiva, pois controla a entrada e a saída de moléculas e íons.