La pression
osmotique est une force volumétrique qui résiste le processus naturel d'osmose.
Elle est le plus souvent mentionnée dans la biologie humaine, où une cellule
vivante comprend une solution concentrée d'eau et de certains autres éléments
qui le sépare de l'extérieur de solutions par une membrane semi-perméable. Le
processus naturel d'osmose tend à égaliser les concentrations des matières de
soluté dans une solution en faisant passer la solution à travers de telles
membranes, et la pression osmotique est la quantité de pression qui exerce une
cellule vivante pour résister à cette force. Une telle pression protège les
composants internes de la cellule à partir de la dilution des solutions et
nocifs qui pourraient traverser la membrane et à perturber l'activité normale
de la cellule ou de la mitose.
Comme beaucoup
de forces naturelles, l'osmose est une force qui pousse solutions vers un état
d'équilibre. Quand une solution entouré par une membrane mince contenant une
ultérieure la concentration d'un produit chimique, tel que du sel ou du sucre,
de la même solution à l'extérieur de la membrane, les forces d'équilibre de la
solution entière de route vers un état de concentration uniforme des produits
chimiques. Ce processus naturel est particulièrement important en ce qui
concerne l'eau dans des formes de vie sur terre, qui a un niveau d'énergie
potentielle qui l'amène à diluer une solution concentrée à travers différentes
forces telles que l'osmose et de la gravité. Cette condition est appelée potentiel
de l'eau, et la capacité de l'eau à exercer cette force augmente avec le volume
et la profondeur de l'eau, qui est une forme de pression hydrostatique
osmotique.
Bien que le
potentiel de l'eau est une force d'équilibrage pour des solutions différentes,
à l'opposé de cette force est appelée potentiel osmotique, qui est la valeur de
l'énergie potentielle de la pression osmotique qui doit résister à un état
d'équilibre. Les calculs pour déterminer la valeur réelle de la pression
osmotique ont d'abord été élaborés par Jacobus Hoff, un chimiste hollandais
lauréat du prix Nobel de la fin des années 19 au début du 20 e siècle. Ses
idées ont ensuite été affinées par Harmon Morse, un chimiste américain de la
même période.
Comme le procédé
de la pression osmotique peut également être envisagé pour les gaz, séparés par
une membrane semi-perméable, elle obéit aux mêmes règles physiques comme loi
des gaz parfaits. L'équation de la pression osmotique peut donc affirmer que P
= nRT / V, où "P" est la pression osmotique et "n" est la
quantité de soluté ou de nombre de moles de molécules présentes dans le volume
- "V" - de solution. La valeur de "T" représente la
température moyenne de la solution et "R" est la valeur de la
constante de gaz de 8,314 joules par degré Kelvin.
Bien que la
pression osmotique est important en biologie cellulaire pour les animaux en
termes de protection de la cellule contre l'intrusion de solutés chimiques
indésirables ou la solution externe elle-même, elle sert un objectif plus
fondamental dans les plantes. En contrecarrant la force du potentiel de l'eau,
les cellules végétales utilisent la pression osmotique à donner une certaine
rigidité turgescence ou de planter des parois cellulaires. En combinant cette
force entre les cellules végétales multiples, il donne à la plante la capacité
de produire des tiges qui tenaient debout et peut résister aux dommages causés
par les forces climatiques comme le vent et la pluie. C'est pourquoi les
plantes ont tendance à dépérir et de mourir quand ils manquent d'eau, comme les
parois cellulaires n'ont pas suffisamment de pression hydrostatique osmotique
pour résister aux forces de gravité et les conditions météorologiques.
