Osmose é um fenómeno biofísico em que a água (ou outro solvente) passa de uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada através de uma membrana parcialmente permeável (por outras palavras, deixa passar algumas partículas, enquanto bloqueia outras).
O solvente irá manter esta migração até que seja alcançado o equilíbrio na concentração.
Então sempre que há uma migração líquida das moléculas de água de uma solução que tem uma baixa concentração de soluto para uma que tem uma concentração maior de soluto, chamamos a este fenómeno de osmose. Este movimento também é por vezes referido como “down the concentration gradient”.
Pressão osmótica é a força necessária para impedir o movimento da água através da membrana semipermeável.
O termo osmose, que é grego para ‘empuxo’ ou ‘impulso’, foi cunhado pela primeira vez por J.A. Nollet, que em 1747 descreveu uma experiência na qual ele usou uma bexiga animal para separar duas câmaras contendo água e vinho. Ele notou que o volume na câmara contendo vinho aumentou e, se a câmara estava fechada, a pressão subiu.
Como funciona a osmose
Um experimento clássico para osmose envolve a divisão de um copo de água em duas metades, com uma membrana semipermeável no meio e sal adicionado a um dos lados. Em breve notará a migração da água do lado do copo sem sal para o lado com a solução salina. Este movimento da água continuará até que a concentração de sal seja a mesma em ambos os lados.
É a mesma razão pela qual você nunca deve colocar um caracol perto do sal, o que causaria a morte da pobre criatura quando sua água é extraída.
A chave para a osmose é a presença de uma membrana semipermeável que torna mais provável que moléculas de água em uma solução de baixa concentração colidam com a membrana e passem através dela, enquanto moléculas de água em uma solução concentrada terão muito menos moléculas de água colidindo com a membrana e passando através dela. Este descasamento significa que há uma maior probabilidade estatística de mais moléculas de água passarem através da membrana a partir de uma solução menos concentrada. Uma vez que a probabilidade estatística das moléculas de água passarem através da membrana é igual, a osmose pára.
Osmose na natureza
Osmose é um dos processos essenciais da vida. Cada célula do nosso corpo, plantas e animais à nossa volta devem a sua sobrevivência à osmose.
Passar plantas, por exemplo. Quando as regamos, deitamo-las na extremidade do caule e no solo. Se as células da planta estão rodeadas por uma solução que contém uma maior concentração de moléculas de água do que a solução dentro das células, a água entrará nas folhas, frutos e flores por osmose. Durante este processo, a célula da planta tornar-se-á firme.
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No entanto, se uma planta está rodeada por uma solução que contém uma menor concentração de água, então as moléculas de água da solução dentro das células da planta serão expelidas por osmose, tornando a planta flácida.
Quando regamos as plantas, normalmente regamos a extremidade do caule e o solo em que elas estão crescendo. Assim, as raízes das plantas absorvem a água e das raízes, a água viaja para diferentes partes das plantas; sejam folhas, frutos ou flores. Cada raiz age como uma barreira semipermeável, que permite a transferência de moléculas de água de alta concentração (solo) para baixa concentração (raízes). As raízes têm pêlos, o que aumenta a área de superfície e, portanto, a ingestão de água pelas plantas.
Talvez um exemplo mais relatável esteja dentro do nosso próprio corpo. Quando bebemos água, as células absorvem-na por osmose, tal como as raízes das plantas. A parede celular age como uma membrana semipermeável, criando uma pressão osmótica entre o interior e o exterior da célula. O sangue é uma solução mais diluída do que o citoplasma da célula, portanto, a água atravessará a parede celular. O mesmo se aplica aos nutrientes e minerais, que também são transferidos por osmose.
Humans têm reconhecido o potencial da osmose desde a antiguidade, empregando-a para preservar os alimentos. Os antigos observaram que a adição de sal ou açúcar remove a água dos tecidos. Na época, o processo era chamado de imbibição, devido ao fato de solutos como sal e açúcar atraírem a água do material que tocavam.
Qual é a diferença entre osmose e difusão
Difusão e osmose são ambos processos de transporte passivo, significando que não requerem entrada de energia para mover substâncias. Ambos os processos são essenciais para o bom funcionamento de processos biológicos como o transporte de água ou nutrientes entre células.
A principal diferença entre os dois é que a difusão pode ocorrer em qualquer mistura, mesmo quando duas soluções não são separadas por uma membrana semipermeável, enquanto a osmose ocorre exclusivamente através de uma membrana semipermeável.
Difusão uniformiza a composição do ar redistribuindo espécies químicas, como o oxigênio no ar, até atingir o equilíbrio: em outras palavras, até que o gradiente de concentração – a diferença de concentração entre duas áreas – tenha sido eliminado. Se a concentração de uma espécie não for inicialmente uniforme, com o tempo, a difusão provocará uma transferência de massa a favor de uma concentração mais uniforme.
Bottom line: a osmose – o movimento natural da água para uma solução através de uma membrana semipermeável – é central para toda a biologia. É um processo de transporte passivo como a difusão, mas os dois são distintos.