Osmoscopia (Osmometria)
1. O que é Osmose?
Em Biologia, você já estudou transportes de substâncias pela membrana. Dentre os tipos de transporte passivo (sem gasto de energia), temos a osmose.
A osmose é um transporte através de uma membrana, passivo, em que sua peculiaridade é o movimento do solvente (geralmente água) e não do soluto.
A água passa por uma membrana semipermeável, indo de uma região de menor concentração de soluto para uma região de maior concentração de soluto.
Chamamos o meio de menor concentração de hipotônico e o meio de maior concentração de hipertônico.
Essa movimentação da água do hipo para o hiper tende a deixar os dois meios isotônicos (de mesma concentração).
Imagine um recipiente com água, separado por uma membrana semipermeável.
Do lado esquerdo, temos 1 L de água e 3 partículas. Do lado direito, temos 1 L de água e 1 partícula.
Para equilibrar, poderíamos jogar uma partícula do lado esquerdo para o lado direito (2 partículas para cada litro de água nos dois lados).
Só que isso seria um transporte de soluto, a osmose é um transporte de solvente (de água).
Portanto, para equilibrar esse recipiente, precisaríamos passar 0,5 L do lado direito para o lado esquerdo.
Assim, teríamos 1,5 L para 3 partículas (uma partícula por meio litro) e 0,5 L para 1 partícula (uma partícula por meio litro).
2. O que é a Osmoscopia ou Osmometria?
A osmoscopia é uma propriedade coligativa que trata do aumento da pressão osmótica (π) quando adicionamos um soluto não volátil a um solvente.
3. Interpretando o que é Pressão Osmótica e o seu aumento pela adição de soluto
Existem várias maneiras de explicar pressão osmótica. Vou explicar para você utilizando os próprios conceitos de propriedades coligativas.
A pressão osmótica surge pela diferença de pressão de vapor entre os dois meios separados pela membrana semipermeável. Calma, vai fazer sentido jajá.
Nesse esquema, temos dois líquidos, um de cada lado da membrana semipermeável, em constante guerra:
A água pura exerce pressão para atravessar a membrana e passar para o lado da solução; a solução exerce pressão para passar para o lado da água pura.
Já aprendemos que a adição de soluto diminui a pressão máxima de vapor (efeito tonoscópico).
Portanto, a pressão que a solução de água com sal exerce sobre a água pura é menor que a pressão que a água pura exerce sobre a solução.
No nosso exemplo, temos uma água pura e uma solução, mas se tivéssemos duas soluções, a de maior concentração teria uma PMV menor, que fique claro.
Com esse desequilíbrio de pressões, a água pura passa mais para o lado da solução do que o inverso.
Com a passagem da água, a concentração da solução diminui, consequentemente o efeito tonoscópico diminui, a PMV aumenta e o equilíbrio osmótico se estabelece.
E onde fica a pressão osmótica?
A pressão osmótica (π) é definida como a pressão que deve ser aplicada sobre o meio hipertônico para IMPEDIR que a osmose aconteça.
Portanto, no nosso esquema, ela seria representada da seguinte maneira:
Com esse equilíbrio, podemos concluir que Págua = Psolução + π. Com a igualdade das pressões, não há transporte passivo de solvente (osmose).
Você conseguiu perceber que a pressão osmótica então é uma definição matemática e teórica?
Na prática, essa pressão não existe ou é aplicada naturalmente, a osmose é que acontece naturalmente até que o equilíbrio seja atingido.
Se não existir uma intervenção externa, essa pressão nunca se manifesta como uma força real atuando no sistema!!!
4. Osmose Reversa
E por falar em intervenção externa, aqui está!
A osmose reversa é um processo não-espontâneo onde o solvente passa (em maior quantidade) do meio hipertônico para o meio hipotônico.
Ao invés de equilibrar as concentrações, a osmose reversa torna ainda maior a diferença de concentrações entre os meios separados pela membrana.
A pressão externa que gera a osmose reversa deve ser aplicada no meio hipertônico e ela precisa possuir um módulo maior que o da pressão osmótica.
A osmose reversa é usada na dessalinização da água do mar em países com escassez de água potável, por isso que ela é tão estudada e tão cobrada.
5. Experimentos e Aplicações Práticas da Osmoscopia
📌 Osmose Reversa na Dessalinização da Água
Já comentei acima.
📌 Osmose em Células Biológicas
As células vivas dependem da osmose para manter seu volume e função.
Se uma célula for colocada em um meio hipertônico, ela perde água e encolhe (plasmólise).
Se estiver em um meio hipotônico, ela ganha água e pode se romper (lise celular).
📌 Captura da água pelas raízes das plantas
O solo normalmente contém uma menor concentração de sais minerais do que o interior das células das raízes, criando um gradiente osmótico.
Como a solução dentro das células da raiz é mais concentrada (hipertônica) em relação ao meio externo (hipotônico), a água se move do solo para dentro da raiz por osmose.
Isso permite que a planta obtenha a água necessária para sua sobrevivência e transporte de nutrientes.
📌 Importância do Soro Fisiológico
O soro fisiológico tem concentração semelhante ao sangue (meio isotônico), evitando que as células percam ou ganhem água excessivamente.
📌 Efeito Osmótico em Peixes de Água Doce e Salgada
Peixes de água doce vivem em um meio hipotônico e precisam eliminar excesso de água constantemente.
Já os peixes de água salgada estão em um meio hipertônico e precisam beber água constantemente para evitar a desidratação.
6. Aspecto Quantitativo da Osmoscopia
Lembrando que isso cai muito pouco, mas vamos lá.
π = ɱ . R . T . i
Onde:
π = pressão osmótica (em atm);
ɱ = molaridade (em mol/L);
R = constante dos gases (0,082 em atm . L/mol . K);
T = temperatura (em K);
i = fator de Van't Hoff
7. Exercícios Resolvidos
Vou aproveitar esse momento para fazer uma questão polêmica do ENEM, por mais que ela não seja de cálculo.
(ENEM 2017)
Alguns tipos de dessalinizadores usam o processo de osmose reversa para obtenção de água potável a partir da água salgada.
Nesse método, utiliza-se um recipiente contendo dois compartimentos separados por uma membrana semipermeável:
em um deles coloca-se água salgada e no outro recolhe-se a água potável.
A aplicação de pressão mecânica no sistema faz a água fluir de um compartimento para o outro.
O movimento das moléculas de água através da membrana é controlado pela pressão osmótica e pela pressão mecânica aplicada.
Para que ocorra esse processo é necessário que as resultantes das pressões osmótica e mecânica apresentem:
a) mesmo sentido e mesma intensidade.
b) sentidos opostos e mesma intensidade.
c) sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.
d) mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.
e) sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.
📝 Resolução
Para a pressão mecânica realizar uma osmose reversa, já aprendemos que a pressão mecânica precisa ser maior que a pressão osmótica.
Portanto, sabendo apenas disso, você já seria capaz de marcar a letra E, acertar e ser feliz.
Só que existe um problema: a pressão externa que gera a osmose reversa NÃO É no sentido oposto da pressão osmótica!!!
Volte para a teoria e raciocine: a pressão osmótica é a pressão que IMPEDE A OSMOSE DE ACONTECER.
Portanto, a pressão osmótica é uma “força” aplicada no meio hipertônico, para impedir que a água do meio hipotônico venha.
A pressão externa da osmose reversa é uma “força” aplicada no meio hipertônico, para ganhar da “força” do meio hipotônico e fazer a água passar do hiper para o hipo.
Então essa questão não faz sentido! Tanto a pressão osmótica quanto a pressão mecânica são forças aplicadas no meio hipertônico!
A diferença é que a pressão osmótica é uma pressão TEÓRICA, ela não acontece na realidade. Já a pressão mecânica é real, se não a osmose reversa não aconteceria.
Essa questão foi muito mal elaborada, pois ela quer que você aceite que pressão osmótica é a diferença de pressão entre o meio hipo e o meio hipertônico,
considerando então essa diferença um vetor resultante do hipo para o hiper.
Só que isso está completamente errado! E você não vê nenhuma resolução falando sobre isso!
💡Moral da história: fique atento com essas confusões. Entenda o conceito como ele é, mas para lidar com provas mal elaboradas, entenda o que a questão quis dizer.
Até porque, se você desconsiderar a letra E, não existiria nenhuma letra possível.
Bizu para Propriedades Coligativas
Lembre sempre, esse bizu é Pra VOCÊ (P VOCE)
Por enquanto:
↑P ↓V ↑ O ↓ C ↑ E
O “P” é de partículas, o “V” é de volatilidade, o "O" é de osmoscopia, o "C" é de crioscopia e o “E” é de ebulioscopia.
Portanto, o aumento de partículas:
reduz a volatilidade,
aumenta a pressão osmótica,
reduz a temperatura de congelamento
e aumenta a temperatura de ebulição da solução.
