Osmoz nedir?
Bir sıvının, yarı geçirgen (semipermeabl) bir zardan geçmesi olayı. Yoğunlukları(veya konsantrasyonları) farklı olan iki çözelti, birbirinden yarı geçirgen bir zarla ayrıldıklarında, iki tarafın yoğunluklarını denge haline getirmek için, zar içinden bazı iyon veya moleküller, bir taraftan diğer tarafa geçerler. Mesela, bir kap yarı geçirgen bir zarla iki kısma bölünüp bir tarafa boyalı su, diğer tarafa da şekerli su konsa, biraz sonra renkli suyun zardan geçerek şekerli suya karıştığı görülür. Bu, osmoza bir misaldir. Şeker (sükroz) molekülleri, zardan geçemeyecek kadar büyük oldukları için kendi bölgelerinde kalır. Osmozda esas geçiş, daha seyreltik olan çözeltiden (veya saf çözücüden) daha konsantre olan çözeltiye doğru olur. Osmoz, fiziksel bir olay olup özel bir difüzyon şeklidir. Biyolojide yarı geçirgen bir zardan suyun difüzyonuna osmoz denir
Osmotik basınç: Su içinde çözünmüş maddelerin hareketi, gaz moleküllerinin hareketi gibidir. İşte bu taneciklerin çözücü moleküllerinden ayrı olarak bulundukları kaba yaptıkları kısmi baskıya osmotik baskı adı verilir. Bir çözelti yarı geçirgen bir zarla çevrildiğinde, çözücü molekülleri zardan serbestçe geçer, fakat çözünmüş madde molekülleri geçmez ve zara tıpkı gaz molekülleri gibi bir baskı yapar. Eğer yarı geçirgen zar esnek ise çözünmüş madde tanecikleri tıpkı bir gazın balonu şişirmesi gibi zarı şişirir. İşte osmotik basınç adı verilen bu basıncın kantitatif incelenmesi J.H. Van’t Hoff tarafından yapılmış ve ideal, yani seyreltik çözeltilerde gaz kanunlarına uyduğu tespit edilmiştir. V hacim, T mutlak sıcaklık, n mol sayısı ve r gaz sabiti olmak üzere, osmotik basınç, P.
Çözeltinin, osmotik baskısı ölçülerek molaritesi ve buradan çözünmüş maddenin molekül tartısı tayin edilebilir (gazlarda olduğu gibi). Nitekim hemoglobinin 68.000 olan molekül tartısı ilk defa, osmotik basınç ölçülmesiyle tayin edilmiştir.
Osmotik basınç, çözücü moleküllerin durumlarını takip etmekle de açıklanabilir. Bilindiği gibi su molekülleri de devamlı kinetik hareketler yaparlar ve yarı geçirgen zardan içeri doğru geçerek çözelti içine doğru durmadan geçerler. Saf çözücüde zardan geçerek çözelti içine diffüze olan moleküllerin sayısı, çözeltiden saf çözücüye geçen moleküllerin sayısından daha fazladır. Bir başka ifadeyle, saf çözücüden zarı geçen su moleküllerinin diffüzyon basıncı, çözeltiden geçen su moleküllerinin diffüzyon basıncından büyüktür. Çünkü çözelti içinde çözücü, çözünen madde ile seyreltilmiş durumdadır. Diffüzyon basıncı farkı (?P), osmotik basınca eşittir.
Canlı hücrelerde osmoz: Canlı bir hücrenin kendi içindeki maddelere göre daha yoğun tuz ihtiva eden bir çözeltiye konduğu düşünülürse, böyle bir durumda hücre içinde birim hacimde bulunan su molekülü sayısı, hücre dışında aynı birim hacimde bulunan su molekülü sayısından daha fazla olduğundan, su, hücrenin içinden hücrenin dışına doğru hareket edecektir. Böyle bir olayda suyun hareketi doğrudan doğruya tespit edilemez. Fakat olay mikroskop altında incelenirse, su kaybı sonucu, hücrenin yavaş yavaş büzülüp küçüldüğü görülür. Bunun aksine olan olayı, bir damla kanı damıtık suya koyarak mikroskop altında incelemekle görmek mümkündür. Normal olarak alyuvarlar az da olsa, bir miktar tuz taşırlar. Damıtık su ise tuzdan arınmıştır. Böyle bir durumda, suyun hareketi zarın dışından zardan içeriye(hücrenin içine) doğru olacaktır. Neticede hücreler şişecek ve iç basınç çok artarsa zar patlayacaktır. Hücreler kendi normal çevreleri içinde bulundukları zaman iç ve dış çevrelerindeki maddelerin konsantrasyonu arasında o kadar büyük bir fark yoktur. Normal şartlar altında hücrelerde osmoz görülür, fakat hücreleri parçalayacak derecede şiddetli bir iç basınç olmaz. Bir hücre çok yoğun bir çözelti içerisine bırakılacak olursa, su moleküllerinin hücre içerisinden dışarıya doğru hareketiyle protoplazma çeperden ayrılarak büzülür. Bu olaya plazmoliz denir. Eğer bir hücre uzun müddet plazmoliz halinde tutulursa ölür. Henüz ölmeden saf su içine bırakılırsa, bu durumda su hücreye girer ve hücre eski haline döner. Buna da deplazmoliz denir.
Osmozun özellikle biyokimyada önemi çok büyüktür. Kan ve lenfin osmotik baskısı daima sabittir. Bu değer % 0,9’luk bir NaCl (Sodyum klorür) çözeltisinin osmotik baskısına eşittir ve % 0,9’luk NaCl çözeltisine, serum fizyolojik veya isotonik çözelti denir. Kırmızı kan yuvarları saf su ile işleme sokulursa, osmozdan dolayı derhal şişer ve patlar (hemoliz).