Osmose
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L' osmose est la tendance naturelle à l'équilibre. Elle exprime la force de répartition, à l'origine du principe de diffusion.
Particulièrement utile en biochimie pour expliquer les échanges chimiques au sein des organismes vivants, elle explique l'état diffu de certains éléments dans une solution (visible avec le café soluble dans l'eau par exemple).
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Expérience
On met en evidence l'osmose par le passage de molécules ou d’ions à travers une membrane, lorsqu’il y a deux solutions de composition différente de chaque côté.
Pour que l’on parle d’osmose, la membrane doit être imperméable à certaines espèces et en laisser passer d’autres par diffusion. En général, la membrane (semi-perméable) est imperméable aux « grosses » molécules et laisse passer les petites, dont le solvant (en général l’eau).
L’osmose est à l’origine de la turgescence et la plasmolyse de la cellule végétale
Potentiel chimique
Pression osmotique
La pression osmotique, dont une composante est la pression oncotique (part de la pression osmotique due aux protéines), se definit comme la pression minimum qu’il faut exercer pour empêcher le passage d’un solvant d’une solution plus concentrée à une solution moins concentrée au travers d’une membrane semi-perméable (membrane hémiperméable). La pression osmotique est proportionnelle aux concentrations de soluté de part et d’autre de la membrane et de la température ; lorsque l’on est en présence de plusieurs solutés, il faut prendre en compte la totalité des solutés (à la manière de la pression d’un gaz composé, somme des pressions partielles).
La pression osmotique se calcule avec une formule analogue à celle des gaz parfaits. Elle a été établie empiriquement à la fin du XIXème siècle et porte le nom de loi de van’t Hoff:
- P.V = n.R.T
où
- P est la pression osmotique, en Pa ;
- V est le volume de la solution ;
- n est le nombre de moles de soluté, toutes espèces confondues ;
- R est la constante des gaz parfaits ;
- T est la température absolue, en K.
Considérons deux solutions aqueuses 1 et 2 de pression osmotique P1 et P2, alors si P1 > P2, l’eau passe de 2 vers 1 ; 2 se concentre (P2 augmente) et 1 se dilue (P1 diminue), jusqu’à égalité entre les pressions osmotiques.
Pression osmotique et pression hydrostatique
La pression osmotique est aussi une pression mécanique, exerçant une force sur la membrane. Si la différence de pression osmotique est très grande, cela peut entraîner la rupture de la membrane (cas de l’hémolyse).
À l’inverse, si l’on exerce une pression mécanique (hydrostatique), on peut forcer le passage d’espèces à travers la membrane. C’est ce qui arrive lors d’un œdème aigu du poumon, et c’est ce que l’on utilise dans l’osmose inverse.
La pression oncotique est la pression osmotique due seulement aux protéines.
Osmose réverse
Voir également
- Hypotonique
- Hypertonique
- Dialyse
- Osmolalité
- Diffusion
- Transport actif
- Entropie
- Osmose réverse