Elementare8
acqua salata
congelamento
pressione osmotica
Opportuno schermo completo-cliccare se serve
Perché l’acqua di mare,salata, congela sotto 0°C mentre l’acqua dolce,
di fiumi,laghi.rubinetto, congela a 0°C ?
Perché l’acqua salata quando inizia a congelare non congela
sempre in tutta la sua massa,volume ?
Osservazioni sperimentali:acqua dolce congela a 0°C
Acqua liquida
Temperatura >0°C
Acqua solida:ghiaccio
Temperatura =< 0 °C
Osservazioni sperimentali:acqua salata congela a temperature inferiori
allo 0°C in proporzione alla concentrazione di Sali presenti
(valori approssimati per motivi didattici…)
C=1
C=2
-2°C
-4°C
C=3
C=4
-6°C
-8°C
C=5
-10°C
temperatura
-2C
concentrazione
-10C
1
5
ghiaccio
ghiaccio
Acqua salata con C=16
congela a -2°C
Congela a -4°C
ghiaccio
Congela a -6°C
A –2°C l’acqua salata comincia a congelare:il sale rimane nell’acqua non
congelata e la concentrazione quindi aumenta:il congelamento non procede
finchè la temperatura non si abbassa ulteriormente (es.-4°C):allora altra
acqua congela aumentando ancora la concentrazione salina nel residuo
che non può congelare se la temperatura non scende ancora (es. a -6°C)
e così fino ad eventuale completo congelamento
Circuito di raffreddamento motore
motore
Acqua di raffreddamento nel circuito del motore,tergicristallo:
potrebbe congelare se la temperatura ambientale
dovesse scendere sotto lo °C (inverno…):
per evitare tale inconveniente si prepara una miscela
contenente acqua e sostanze di vario tipo che con la loro
concentrazione abbassano il punto di congelamento della miscela
tanto più quanto più risulta concentrata la soluzione
Perché bere acqua salata non disseta, anzi produce disidratazione?
Perché certe piante e animali possono vivere in acqua salata(mare)
e altri morirebbero?
Soluzione di acqua e soluto (es.zucchero,sale..)
Livello uguale nei due vasi
Membrana di separazione permeabile
alle molecole di acqua e di soluto
Passaggio reversibile attraverso la membrana e
mantenimento omogeneità e livello
Soluzione di acqua e soluto (es.zucchero,sale..)
uguale concentrazione nei due ambienti
Livello uguale nei due vasi
Membrana di separazione
semipermeabile:permeabile
solo alle molecole di acqua nei due sensi
Passaggio reversibile dell’acqua attraverso la
membrana e mantenimento omogeneità e livello
Situazione iniziale:vasi contenenti solo acqua
separati da membrana semipermeabile,che permette solo il
passaggio bidirezionale del solvente (acqua) ma impedisce
il passaggio del soluto
Introducendo un soluto in un ramo dello strumento
si osserva una variazione di livello nei due rami:
si innalza nel ramo contenente acqua e soluto
e si abbassa nel ramo contenente solo acqua:
il dislivello aumenta con l’aumentare della
concentrazione del soluto…come mai ?
dislivello
soluto
Ipotesi:la pressione esercitata sulla membrana da entrambe le parti risulta
equilibrata se esiste un passaggio bidirezionale contemporaneo di molecole
di solvente e di soluto:i livelli delle colonne non cambiano:
se il passaggio avviene solo da solvente a soluzione,si crea un accumulo
di solvente nel ramo contenente il soluto e la colonna aumenta di livello:
la nuova pressione idrostatica esercitata sulla faccia della membrana rivolta
verso la soluzione deve essere equilibrata da una nuova pressione che
integra quella del solo solvente la cui colonna è diminuita:la nuova pressione
si definisce Pressione osmotica:si verifica che tale pressione varia
con la natura del solvente e con la concentrazione del soluto
(apparentemente non dipende dalla natura del soluto)
Pressione = K*c
dislivello
soluto
Praticamente se esiste una separazione semipermeabile tra due diversi
ambienti con diversa concentrazione (esempio liquido extracellulare
e liquido intracellulare separati da membrana cellulare semipermeabile)
si verifica un flusso di solo solvente (acqua) dall’ambiente con soluzione
più concentrata a quello con soluzione meno concentrata:la elasticità
della membrana può influire sul fenomeno…
Liquido intracellulare più concentrato
solvente entra e rigonfia la cellula
(anche fino a farla scoppiare):esempio
emolisi e iniezioni non fisiologiche…
Liquido extracellulare (acqua salata bevuta) più concentrato di quello
intracellulare:richiama acqua dall’interno della cellula, disidratandola
Concentrazione maggiore esterna
Concentrazione maggiore interna
Concentrazioni uguali:equilibrio osmotico
Bere quindi acqua salata non disseta perché non può essere assorbita
dalle cellule che hanno una concentrazione inferiore
Così solo le piante e gli animali che riescono a mantenere una
concentrazione intracellulare superiore a quella dell’acqua marina
possono vivere nel mare o in luoghi salmastri (come le spiagge):
altre piante o animali morirebbero (e quindi non li troviamo nel mare)
Bassa concentrazione acqua
simileconcentrazione nel pesce
può vivere in equilibrio con ambiente
Alta concentrazione acqua
bassa concentrazione nel pesce
non può essere in equilibrio:migra…
Esempio migrazione salmoni per cambiamento osmotico durante la vita
Torrente e fiume con concentrazione crescente da sorgente a foce
Salmone appena nato presso sorgente:organismo
con bassa concentrazione in equilibrio con ambiente
Crescendo, aumenta la concentrazione interna e quindi
scende verso zone più concentrate finchè
giunge al mare ove rimane per alcuni anni in
equilibrio con concentrazione ambiente
Cambiamento di concentrazione interna stimola il salmone adulto
a cercare ambienti sempre meno concentrati, più adatti al suo
ambiente interno:risale il fiume,il torrente ,fino alla sorgente:
depone le uova…finsice il suo ciclo vitale
Mare con elevata concentrazione
Un animale marino può cambiare zona se non compatibile con proprio interno
una pianta non può farlo:se seme cade in zona inospitale, muore
Pianta con elevata concentrazione
in equilibrio con ambiente:prolifera
La pianta produce semi che cadono
nel terreno e producono altra pianta
Pianta con bassa concentrazione
in equilibrio con ambiente:prolifera
La pianta produce semi che cadono
nel terreno e producono altra pianta
ma se cadono in zona salmastra
muoiono:selezione
Terreno normale
Zona salmastra