Osmoz

AHA *wedhe- “itmek, vurmak”den —>Antik Yunancadaki othein, zamanla farklılaşarak ὠσμός (ōsmósitmek) olmuştur. 

Çözücü maddelerin (Ör; su gibi) yarı geçirken bir zarla ayrılı az yoğun ortamdan çok yoğun ortama enerji harcamadan geçişidir.

Osmoz hakkında

Osmoz, çilek reçeli hazırlanırken kolayca gözlemlenebilir. Şeker eklendikten sonra, sahte meyvenin hücrelerinde bulunan su, meyve parçaları nihayet kendi suyunda yüzene kadar dışarı sızar.

Osmoz, bir çözücünün (genellikle su) yarı geçirgen bir zardan geçerek çözünen madde konsantrasyonunun düşük olduğu yerden yüksek olduğu yere doğru hareket etmesi anlamına gelir. Yarı geçirgen, yarı geçirgen anlamına gelir ve tipik bir örneği hücre zarlarıdır.

Şeker konsantrasyonu hücrelerin dışında çok daha yüksektir, bu yüzden çileklerdeki su dışarı doğru akar.

Tüm hücreler yarı geçirgen olduğu için birçok bitki parçası veya hayvan materyali ile deneyler gerçekleştirilebilir. Örneğin çözücü olarak su, çözünen olarak da tuz veya şeker kullanılabilir. Arıtılmış su (damıtılmış su), çözünmüş maddeler içermeyen saf bir çözücü görevi görür. Suyun hücrelere girmesine neden olur.

İyi bilinen bir örnek, kalsiyum karbonat kabuğu sirke ile çözülmüş olan “çıplak yumurta “dır. Yarı geçirgen bir zara sahiptir ve suya yerleştirilebilir. Çıplak yumurta daha sonra şişer. Ya da yüksek şeker konsantrasyonuna sahip bir şurup içine konur ve pörsür.

Osmoz, lahana turşusu ve sofra tuzu ile kurutulmuş et üretimi gibi geleneksel muhafaza yöntemlerinde de önemli bir rol oynamaktadır. Yüksek tuz konsantrasyonunun koruyucu etkisi vardır çünkü gıdadan ve bakteri gibi mikroorganizmalardan suyu çekerek büyümeyi engeller. Su olmadan yaşam olmaz!

Osmoz, örneğin eczacılıkta kan plazması ve hücre dışı sıvıya benzer bir bileşime sahip olan Ringer çözeltilerinin kullanılmasının nedenidir. Kırmızı kan hücreleri (eritrositler) suya konursa patlarlar çünkü çözücü, çözünen maddelerin konsantrasyonunun daha yüksek olduğu hücrelere akar.

Osmoz doğada ve fizyolojide önemli bir rol oynar, örneğin hücreler için, kökler tarafından suyun emilmesi ve suyun taşınması veya böbrek nefronundaki süreçler için. Geciktirilmiş ilaçlar ozmoz yardımı ile salınabilir ve diyaliz ozmoza dayanır.

Osmoz, enerji üretmek için bir ozmotik enerji santralinde bile kullanılabilir. Bunun nedeni, işlem sırasında iş yapılmasıdır.

Click here to display content from YouTube.
Learn more in YouTube’s privacy policy.

Tuzlu Su İçerseniz Ne Olur?

Büyük şehirlerin kalabalığından ve karmaşasından bıkmış birçok insanın hayali, deniz kenarında bahçeli bir evde hayatını geçirmektir. Bu sebepten sıklıkla, emeklilik planlarına deniz kenarında yaşamak seçeneği de iliştirilir. Eğer bir gün bu planınızı gerçekleştirme ihtimaliniz olursa, kendinizi içme suyu bakımından güvenceye almayı unutmayın. Çünkü, içme suyunun olmaması, uçsuz bucaksız deniz manzaranızı cehenneme çevirebilir.

Gezegenimizin yaklaşık %71’i sudur. Bu devasa su kütlesinin büyük bir bölümünü de okyanuslar ve denizler oluşturur. Fakat hiçbir şekilde içme suyuna ulaşımımız olmasa bile, karşımızda alay edercesine duran denizlerin suyunu tuz içeriğinden dolayı tüketemeyiz.

Tuzlu su, tuzun ve suyun vücudumuz için hayati fonksiyonlarını düşündüğünüzde, ilk etapta çok da korkutucu gelmeyebilir. Su; protein ve benzeri maddeler için evrensel çözücüdür ve yiyecekleri metabolize etmemizi sağlayan kimyasal reaksiyonlar için gereklidir. Ayrıca kaslarımız, kan akışımız ve aklınıza gelebilecek vücut fonksiyonlarının neredeyse tamamı için büyük öneme sahiptir. Hücrelerimizin ayrıca tuza da ihtiyacı vardır. Formülü NaCl (sodyum klorür) olan sofra tuzunun sodyum ve klorür iyon içeriği, ekstrasellüler sıvı içerisinde bulunur ve kimyasal reaksiyonlarda kullanılır. Peki tuz ve su vücudumuz için gerekliyse, neden ikisini aynı andaalamıyoruz?

Küçük miktarlarda tuz tüketmek fizyolojik sağlığımız için gerekli olsa da (ve tabii ki yiyeceklerimizi tatlandırmak için de), çok azı ya da çok fazlası vücut için oldukça zararlıdır. Bu konuda, insanlar için sihirli rakam 9. Bu rakam insan kanındaki tuzluluk miktarıdır ( Ya da 1000 gram su içerisinde çözünmüş ağırlık bakımından tuz miktarıdır. Yani, 1000 gramlık sıvının içeriğindeki 991 gram su 9 gram tuz.) Tıpta da, insan kanıyla aynı tuzluluğa sahip sıvılaraizotonik denir. Çok fazla tuz tükettiğimiz zaman da, fazla miktarı idrar ile dışarı atarak vücudumuzdaki sıvıları izotonik tutarız.

Tuzlu su hipertonik bir sıvıdır, diğer bir deyişle tuz içeriği insan kanının tuz içeriğinden fazladır ve tuzluluk miktarı 35’tir.  Deniz suyu gibi aşırı derecede hipertonik sıvıları tüketmek, vücudun savunma mekanizmasını bozar.

Deniz Suyu İçmenin Potansiyel Etkileri

Hiç çok parfüm sıkmış birisiyle aynı asansöre binmek zorunda kaldınız mı? Eğer asansördeyken içeri çok parfüm sıkmış birisi girerse, parfüm kokusu bütün asansöre yayılır ve asansördeki herkes kişinin parfümünü koklamak zorundadır. Bu olaya difüzyon sebep olur. Difüzyon, maddenin yüksek derişimli bölgeden düşük derişimlibölgeye doğru iletilmesidir.

Difüzyon ve tuzlu suyu beraber değerlendirelim. İnsan hücreleri biyolojik zarlara sahiptir ve bu zarlar tuzun hücre içerisine serbestçe girmesini engeller. İnsan vücudu bir ölçüye kadar sodyum ve klorür derişimlerini normalleştirilebilirse de, kan içerisindeki oldukça yüksek derişimdeki tuzla baş etmesi zordur. Hücre zarı yarı geçirgendir bu sebeple sodyum, klorür ya da diğer maddeler kolaylıkla hücre içine alınamaz ya da hücre dışına çıkamaz. Fakat su, hücre içine rahatlıkla girebilir ve hücre dışına çıkabilir. Hücrelerin dışındaki tuz derişimi yüksek miktarlarda olduğu zaman, dengenin sağlanabilmesi ya da derişimin dengelenmesi için hücre içerisindeki su daha derişik ortam olan hücre dışına çıkar. Yarı geçirgen zarın iki tarafındaki derişimin dengelenmesi için işleyen bu süreç ozmoz olarak adlandırılır.

Eğer deniz suyu içerseniz, ozmozun sonuçları çok korkunç olabilir. Deniz suyunun tuzluluk miktarı, vücut sıvılarının neredeyse dört katıdır. Deniz suyunun kontrolsüz miktarda alınmasının sonucunda, hücrelerin içinden dışına doğru olacak net su transferiyle hücreler büzüşür.

Yüksek miktarlarda içme suyu tüketilmediği zaman, vücut içerisindeki bu düzenleme mekanizması ölümcül de olabilir. Deniz suyu örneğindeki, hücre dışında meydana gelen sodyum derişimindeki artış, esas problemi oluşturur. Vücut, hücreleri hayatta tutabilmek için izotonik hale geçmeye çalışır. Bunun için de ekstrasellüler sıvıların içerisindeki yüksek miktarlardaki sodyumu atmaya çalışır ve idrar üretilir. Fakat insan böbrekleri, tuzlu sudan yalnızca biraz daha az tuzlu idrar üretebilir. Bundan dolayı vücut, içtiğimizden çok daha fazla suyu fazla miktardaki sodyumu atmak için kullanır ve vücut aşırı susuz kalır.

Eğer tuzlu su ya da deniz suyu içerseniz, aslında hiç su içmemiş gibi olursunuz ve üstelik bir de su kaybedersiniz. Bu durumda vücut sıvıları tükenir, kas krampları meydana gelir, ağızda kuruma gözlemlenir ve tabii ki susarsınız.

Vücut su kaybını telafi edebilmek için kalp atış hızını artırır, kan damarlarını kan basıncını ve hayati organlara kan akışını düzenlemesi için sıkıştırır. Bu durumda yüksek ihtimalle mide bulantısı, zayıflık ve hatta bilinç kaybıhissedilir. Vücut daha fazla susuz kalınca da, savunma mekanizması çöker. Eğer hala tuzlu suyun etkisinden kurtulmak için çok miktarda tatlı su içmediyseniz, beyin ve diğer organlara daha da az kan gideceğinden bu durumkomaya, organ yetmezliğine ve nihayetinde ölüme kadar gidebilir.

Tabii ki az miktarlarda deniz suyu yutmak ya da içmek sizi öldürmeyecektir. Fakat yine de etkisini ortadan kaldırmak için, tuzlu su içilmesi ya da yutulması durumundan sonra tatlı su tüketmek sizin için en sağlıklısı olacaktır.


Kaynaklar:

  • Bilimfili,
  • Gross, Cliff, Josh DeZeeuw and Ted Simpao. “Awesome Osmosis.” Marine Discovery. The University of Arizona. April 27, 2001. http://marinediscovery.arizona.edu/lessonsS01/blennies/2.html
  • Marine Science. “Seawater Composition.” Oct. 8, 2008. http://www.marinebio.net/marinescience/02ocean/swcomposition.htm
  • McLamb, Eric. “Earth at a Glance.” Ecology. Sept. 14, 2011. http://www.ecology.com/2011/09/14/earth-glance/
  • Ocean Plasma. “Chemistry of Seawater.” Ocean Health. http://oceanplasma.org/documents/chemistry.html
  • Stoppler, Melissa Conrad. “Electrolytes.” MedicineNet. http://www.medicinenet.com/electrolytes/article.htm
  • U.S. Geological Survey. “Thirsty? How ’bout a cool, refreshing cup of seawater?” Water Science for Schools. Dec. 22, 2011. http://ga.water.usgs.gov/edu/drinkseawater.html
  • Wedro, Benjamin. “Deyhdration.” MedicineNet. http://www.medicinenet.com/dehydration/article.htm