OSMOSI

OSMOSI

. S'indica col nome di osmosi un complesso di fenomeni che involgono il passaggio di fluidi attraverso setti semipermeabili, ossia attraverso pareti che hanno la proprietà di lasciar passare le molecole di certe sostanze e di essere impermeabili ad altri tipi di molecole. Come esempio ricordiamo che una lamina di palladio rovente è permeabile al solo idrogeno e che l'ossido di carbonio può passare attraverso il ferro purché caldo.

Il caso più conosciuto e tipico di fenomení osmotici si ha quando due soluzioni di diversa concentrazione, ma di eguali componenti, sono separate da una membrana che è permeabile al solo solvente. In tali condizioni il solvente si diffonde attraverso la membrana e passa dalla soluzione meno concentrata alla più concentrata, tendendo a eguagliarle. Fissiamo ora l'attenzione sul caso limite in cui la parete semipermeabile separa una soluzione dal suo solvente; è facile comprendere che le molecole del soluto che non possono passare attraverso alla parete semipermeabile esercitano su questa una pressione detta pressione osmotica.

Per mettere in evidenza la pressione osmotica ricordiamo la classica esperienza di Pfeffer il quale poneva una soluzione acquosa di zucchero in un vaso a parete semipermeabile e immergeva quest'ultimo in un recipiente contenente acqua pura, avendo cura che inizialmente il livello del liquido fosse lo stesso fuori e dentro al vaso poroso. In tali condizioni si osserva che la soluzione assorbe acqua dall'esterno in modo che il livello del liquido entro il vaso poroso cresce fino a che la pressione idrostatica è pari alla pressione osmotica della soluzione.

Van't Hoff nel 1886, in seguito alle misure di Pfeffer, riuscì a stabilire la sua legge fondamentale che le sostanze disciolte obbediscono alle leggi dei gas. La pressione osmotica di una soluzione è uguale alla pressione che il soluto eserciterebbe se, allontanato il solvente, fosse lasciato nel medesimo spazio nelle condizioni di un gas ideale. Esperimenti più accurati mostrano che questa legge è solo approssimata, ma che diventa esatta nel caso limite di estrema diluizione, analogamente a ciò che accade per i gas che seguono le leggi dei gas perfetti solo nel caso di estrema rarefazione.

Botanica. - Nella cellula vegetale gli scambî tra il succo cellulare interno e i liquidi esterni che imbevono i tessuti sono regolati, come nella cellula animale, dalle proprietà colloidali dello strato più esterno del citoplasma, l'ectoplasma: la membrana rigida di natura pectocellulosica che riveste la cellula vegetale è completamente permeabile all'acqua e alle sostanze in essa disciolte, mentre lo strato di ectoplasma che si appoggia ad essa e quasi la tappezza internamente, funziona da membrana semipermeabile. L'acqua, spinta verso l'interno dalla pressione osmotica dovuta alla differenza di concentrazione delle soluzioni che bagnano le due facce della membrana semipermeabile costituita dall'ectoplasma, tende ad aumentare il volume della cellula, e il protoplasma è spinto contro la membrana pectocellulosica e la forza a distendersi nel limite della sua elasticità.

Questo stato di tensione della membrana e della cellula che essa riveste, si chiama turgescenza e si dice pressione osmotica quella che lo produce e che è quasi in funzione della differenza tra la concentrazione del succo cellulare interno e quella del liquido esterno. Se la corrente osmotica si dirige nell'interno delle cellule si ha l'endosmosi, se verso l'esterno si ha l'esosmosi.

De Vries ha insegnato a misurare la pressione osmotica mettendo le cellule turgescenti in soluzioni acquose di zucchero o di sali di concentrazioni crescenti, nelle quali le cellule prima si accorciano di mano in mano che la soluzione esterna più densa richiama l'acqua dall'interno e la membrana rigida tende per elasticità a riprendere le sue dimensioni normali; poi entrano in plasmolisi, ossia il loro protoplasma, continuando a perdere acqua, si stacca dalla membrana e si raggrinza. La soluzione nella quale una cellula presenta il suo volume minore e comincia appena appena a plasmolizzarsi, si dice isotonica col succo interno della cellula stessa, ha cioè lo stesso valore osmotico e ne dà la misura.

Adoperando nitrato potassico si è visto che il valore osmotico dei succhi cellulari (che si può anche misurare, estraendo il succo dai tessuti, col metodo crioscopico) oscilla comunemente tra 0,15-0,30 mol., potendo qualche volta arrivare a 3 mol. e più. In uno stesso tessuto vi possono essere cellule vicine fra loro con valori osmotici differenti: le piante di alta montagna presentano in generale valori osmotici più alti che quelle di pianura; le basse temperature provocano spesso un aumento di valori osmotici; tali variazioni sono in relazione con variazioni nel chemismo delle cellule, e conseguente maggiore o minore produzione di sostanze solubili nel succo cellulare atte ad aumentarne la forza osmotica.