background image

Chemistry

 

1

 

 

Osmosis -continue 

Lec.4

 

   By :Dr. Tamathir Abbas                                                                                          20/12/2015 

♣Colligative  property  Any  property  that  depends  on  the  number 
of dissolved particles in a solvent.

 

☻ Water moves to the solution that has the greater number of dissolved 
particles  (the  more  concentrated  solution).  This  solution  also  has  the 
higher  osmotic  pressure. We can conclude that the greater the number of 
particles,  whether  ions  or  molecules,  in  a  solution,  the  greater  its  osmotic 
pressure.

 

**If  we  measure the osmotic pressure of  a  1  M  aqueous sodium  chloride 
solution,  we  find  that  it  is  exactly  twice  that  of  a  1  M  aqueous  glucose 
solution. The reason for this difference in osmotic pressure is that sodium 
chloride is an electrolyte, whereas glucose is a nonelectrolyte.

 

☺An  aqueous  solution  containing  1  mole  of  sodium  chloride  actually 
contains 1 mole of sodium ions and 1 mole of chloride ions. A1M solution 
of sodium chloride contains twice as many particles as an equal volume of a 
1 M solution of glucose, a nonelectrolyte. As a result, its osmotic pressure 
is exactly twice that of a 1 M glucose solution.

 

 

 

**  The  relative  osmotic  pressures  of  two  solutions  are  extremely 
important  in  living  systems.  In  fact,  they  are  so  important  that  special 
terms have been given to describe their relative osmotic pressure.  

Isotonic solution :Two solutions that have the same osmotic pressure .  

☼  hypertonic  solution    A  solution  that  has  a  higher  osmotic  pressure 
than another solution. 

☼ hypotonic solution A solution that has a lower osmotic pressure than 
another solution. 


background image

Chemistry

 

2

 

 

Examples of each of these terms are given in Table 8-6. 

 

 

 

**The  plasma  membranes  of  red  blood  cells  behave  as  osmotic 
membranes.  The  cells  contain  an  aqueous  fluid  made  up  of  dissolved 
compounds.  This  fluid  has  an  osmotic  pressure  determined  by  the 
concentration  of  dissolved  molecules  and  ions  in  the  fluid.  Osmosis 
occurs  when  a  red  blood  cell  is  placed  in  water.  The  solution  inside  the 
cell  is  hypertonic  compared  to  pure  water,  so  water  enters  the  cell.  So 
much water enters that the cell is ruptured. The rupture of red blood cells 

in this way is called 

hemolysis

We say that the cells are 

hemolyzed

** Osmosis also occurs when a red blood cell is placed in a concentrated 
saline (sodium chloride) solution. But in this case, the solution inside the 
cell  is  hypotonic  compared  to  the  saline  solution  and  osmosis  occurs  in 
the reverse direction.  

**Water leaves the cell and passes into the solution. This causes the red 

blood cell to shrivel and shrink. This process is called 

crenation.

  


background image

Chemistry

 

3

 

 

 

Crenation and Hemolysis 

**A 0.95% saline solution is isotonic compared to the solution inside red 
blood  cells.  Consequently,  red  blood  cells  placed  in  such  a  solution 
undergo neither crenation nor hemolysis. 

**  There  is  a  very  important  practical  reason  for  worrying  about  the 
osmotic pressure of the fluid inside a red blood cell compared to that of 
the  cell's  environment.  Patients  often  must  be  fed  intravenously.  To 
prevent damage to their red blood cells, the concentration of the solution 
must  be  controlled  so  that  neither  hemolysis  nor  crenation  occurs. 
Therefore,  the  concentration  of  the  solution  must  match  closely  the 
concentration  of  all  of  the  particles  within  the  red  blood  cells.  In  other 
words,  the  solution  to  be  given  a  patient  intravenously  must  be  isotonic 
with blood. 

☻There  is  a  very  important  practical  reason  for  worrying  about  the 
osmotic pressure of the fluid inside a red blood cell compared to that of 
the cell's environment.  

♣Patients often must be fed intravenously. To prevent damage to their red 
blood  cells,  the  concentration  of  the  solution  must  be  controlled  so  that 
neither hemolysis nor crenation occurs.  


background image

Chemistry

 

4

 

 

♦Therefore,  the  concentration  of  the  solution  must  match  closely  the 
concentration  of  all  of  the  particles  within  the  red  blood  cells.  In  other 
words,  the  solution  to  be  given  a  patient  intravenously  must  be  isotonic 
with blood. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Chemistry

 

5

 

 

Osmosis in Red Blood Cells 

•  Observe sheep RBCs via a wet mount of the sample 

•   Aliquot one drop the following solutions with a ½ drop of RBC to 

a slide 

  0.9% saline 

  10% NaCl 

  Distilled water 

                                                                                  

                                          

 

 

 

 

 

 

How living cells react to changes in the solute concentrations of their 
environments
   


background image

Chemistry

 

6

 

 

 

Effect of Water on RBC                                     

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Chemistry

 

7

 

 

COLLOIDS AND GOLLOIDAL DISPERSIONS 

--  A  colloid:  Matter  containing  particles  of  the  sizes  of  clusters  range 
from 1 to 100 nm. 

-- Sometimes intermolecular attractions between molecules cause several 
hundred  to  several  thousand  of  them  to  cluster  together.  The  sizes  of 
these clusters range from 1 to 100 nm.  

--A  uniform  dispersion  of  a  colloid  in  water  is  called  a  colloidal 
dispersion. 
This dispersion is similar to a solution in that the particles do 
not  settle  out  on  standing.  However,  a  colloidal  dispersion  usually 
appears  cloudy,  and  its  particles  are  large  enough  to  be  photographed 
with the aid of an electron microscope.  

**Dispersed substance: The colloid in a colloidal dispersion . 

**  Dispersing substance:  The  continuous matter  in  which  the colloid  is 
dispersed. 

**  The  dispersed  and  dispersing  substances  can  be  liquids,  solids,  or 
gases.  They  can  combine  in  nine  different  ways  to  form  colloidal 
dispersions containing two components. Only eight of these nine possible 
combinations  are  known.  A  mixture  of  two  gases  cannot  be  a  colloidal 
dispersion because the particles of a gas are individual molecules. 

-- As the molecules form clusters, the gas changes to a liquid. The eight 
types of colloidal dispersion are given in Table 8-7 with examples.  


background image

Chemistry

 

8

 

 

--Many  compounds  of  high  molecular  weight  in  living  systems  form 
colloidal  dispersions  rather  than  solutions  in  water.  Starch  and  proteins 
are examples of such compounds. 

**If colloids are clusters of molecules, why don't the clusters increase 
in size until they get large enough to settle out?  

** The reason is that the particles in most stable colloidal dispersions all 
have  the  same  electrical  charge.  These  charges  can  be  caused  by 
adsorption of ions to the surface of the participles, or the large particles 
themselves  can  be  charged.  As  a  result,  the  participles  repel  each  other 
and cannot form particles large enough to settle out. 

 

** This repulsion between colloids in water is shown in Figure 8-7.  

 

Fig.8-7. 

Colloids  formed  by  attractions  between  complex  molecules.  One  end  of 

each individual molecule has  a negative charge (balanced by  a sodium  ion), and the 
other  end  is  a  long  nonpolar  tail.  The  long  tails  are  held  together  by  hydrophobic 
attractions.  The  negatively  charged  ends  form  the  surface  of  a  sphere.  Adjacent 
colloids are repelled by their identical charge..  

      Other  colloids  are  stabilized  in  water  by  the  action  of  a  third 
substance called an emulsifying agent. An example is a mixture of oil and 
water.  Oil  is  immiscible  with  water.  However,  if  we  add  soap  to  the 
mixture,  the  oil  is  emulsified  by  the  soap.  The  soap  is  the  emulsifying 
agent. 

--Soap  breaks  up  the  oil  into  small  drops.  The  soap  molecules  form  a 
negatively charged layer on the surface of each oil drop. This causes the 
oil drops to repel each other, and they disperse throughout the water. Bile 


background image

Chemistry

 

9

 

 

salts  are  another  example  of  an  emulsifying  agent.  These  salts  break  up 
the fats we eat into small globules that can be more effectively digested.  

--The  fluids  of  living  systems  are  a  complex  mixture  of  colloids  and 
dissolved ions and molecules. The behavior of these fluids in the body is 
vital to life. A particularly important property of these fluids is dialysis.  

 DIALYSIS AND LIVING SYSTEMS

 

—An osmotic membrane allows water molecules, but not solute particles, 
to pass through.

 

**  Diatyzing  membranes  :  are  membranes  that  allow  small  molecules  and 
ions  to  pass  while  holding  back  large  molecules  and  colloidal  particles.  . 
Plasma membranes are examples of such membranes.

 

—The selective passage of small molecules and ions in either direction by a 
dialyzing membrane is called  dialysis. Dialysis differs from

 

osmosis in that 

osmotic membranes allow only solvent molecules to pass.

 

—The process of dialysis is shown by the apparatus in Figure 8-8. 


background image

Chemistry

 

11

 

 

 

 

  

 

 

 

 

Fig. 8-8. Dialysis apparatus. Dissolved molecules and ions pass through the dialyzing

 

membrane, but colloids do not.

 

♣ The apparatus consists of a bag made of a dialyzing membrane such as an animal 
bladder.  The  bag  contains  a  mixture  of  colloids  and  dissolved  molecules  and 
ions. The bag is placed in a container of pure water and water is continually 
passed  through  the  membrane.  The  water  carries  the  ions  and  molecules 
through  the  membrane,  leaving  the colloids behind. The ability  of  dialyzing 
membranes  to  allow  the  passage  of  only  selected  substances  is  extremely 
important to living systems. 

-  The  kidneys  are  an  example  of  organs  in  the  body  that  use  dialysis  to 
maintain the solute and electrolyte balance of the blood. The main purpose 
of  the  kidneys  is  to  cleanse  the  blood  by  removing  the  waste  products  of 
metabolism  and  control  the  concentrations  of  electrolytes.  The  kidneys  do 
this job very efficiently.

 

~  Approximately  180  L  of  blood  are  purified  daily  in  a  68-kg  (150-lb) 
adult. Approximately 99 percent of the total volume processed is retained, 
and the remaining 1 percent is eliminated as urine. Part of the purification 
of blood occurs by dialysis

 

 

 

The End

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 12 عضواً و 169 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل