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Osmose et Pression Osmotique.


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#1 Michel

Michel

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 26 janvier 2004 - 05:12

Pression Osmotique et Osmose.

Ce sujet est un petit rappel physico physiologique qui fait suite à plusieurs questions des forums.

L’osmose est un cas particulier d’un phénomène physique plus général la diffusion.
(La diffusion étant la propriété des solutés (voir plus loin) d'occuper le maximum d'espace).
Par exemple quand vous versez une goutte de bleu de méthylène dans de l’eau, le bleu va diffuser dans tout le récipient pour occuper un volume maximal et de se répartir de façon homogène.)
Le moteur de l’osmose est donc la diffusion que nous ne développerons pas plus ici,

Si nous mettons dans un même récipient deux substances en solution de nature ou de concentration différentes, elles vont s’homogénéiser par diffusion, nous l’avons vu, mais maintenant si nous séparons les deux substances par une membrane spéciale appelée membrane semi-perméable, nous assistons à un tout autre phénomène.

Mais d’abord, expliquons ce qu’est une membrane semi-perméable.
Si nous séparons deux solutions de concentration différente, prenons par exemple de l’eau salée, dans notre récipient par une membrane étanche , vous avez compris qu’il ne se passera rien, la membrane isolant les deux compartiments.
A l’inverse une membrane perméable ne fera aucun obstacle au phénomène de diffusion.
La membrane semi-perméable est donc une membrane qui ne laisse passer que l’eau (solvant) et non les substances dissoutes (soluté) (en l’occurrence les sels).
Ces membranes semi-perméables se trouvent en grande quantité dans le monde vivant, nous y reviendrons, mais peuvent être fabriquées industriellement (Cellophane)

Reprenons donc notre petite expérience et séparons dans un récipient deux solutions de sel de cuisine (Chlorure de Sodium ou Na Cl pour les chimistes) en concentration différente par une membrane semi-perméable.
Et même pour simplifier encore plus et rendre l’expérience plus démonstrative, mettons d’un côté de la membrane une solution salée et de l’autre sans sel du tout (Eau pure)
Et voyons de plus près ce qui se passe.

Mais d’abord il faut que je vous dise qu’en présence d’eau, la partie Chlorure et la partie Sodium du sel se séparent en deux ions : un ion Cl- négatif et un ion Na+ positif.

Nous avons donc d’un côté de la membrane des molécules d’eau qui de part leur taille peuvent passer par les ‘trous’ de la membrane semi-perméable et de l’autre des molécules d’eau et des ions libres (Cl- et Na+ qui de part leur taille ne peuvent pas traverser la membrane.)

La diffusion de l’eau à travers la membrane semi-perméable va se traduire par une élévation du niveau du liquide du côté de l’eau salée et une diminution de même valeur du côté de l’eau pure.


En 1826, Dutrochet fit cette expérience avec de l’eau sucrée colorée et une vessie de porc en guise de membrane semi-perméable dans un dispositif qu’il appela osmomètre et constata que l’élévation du liquide dans le tube fin gradué relié à la solution concentrée était proportionnelle à la concentration de la solution et appela la force qui poussait le liquide à s’élever, la pression osmotique (po)

Cette pression osmotique peut être considérable !
Ainsi la po de l’eau de mer (moyenne) est de 25 bars* (30 g/l de sel)
Si bien que dans l’expérience de Dutrochet, l’eau de mer formerait une colonne de 250 mètres de haut ! **

Si les deux concentrations de part et d’autre de la membrane semi-perméable sont identiques les deux milieux sont dits isotoniques. (hyper si plus concentré et hypo si moins).

Toutes les membranes cellulaires sont semi-perméables si bien que les cellules sont en permanence soumises au dur dictat de l’osmose.
L’osmose étant un phénomène passif (il est inexorable), les cellules doivent lutter activement et en permanence par des mécanismes adaptés (osmorégulation) pour conserver leur pression osmotique constante sous peine de déshydratation ou d’explosion.

C’est ce que l’on observe parfois sous nos microscopes quand les capacités de ces mécanismes de régulation sont dépassées.

Cordialement.




* 2.5 méga pascal (MPa)
Celle du plasma sanguin est de 8 Bars (9 g/l de sel)

** Si au contraire on exerce une pression supérieure à la pression osmotique sur une solution saline retenue par une membrane semi-perméable, on obtient de l’eau pure.
C’est ce que l’on appelle l’osmose inverse.
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