كل ما يهمك حول الخاصية الأسموزية أو التناضح

الخاصية الأسموزية هي حركة جزيئات السائل من منطقة إلى أخرى، ويفصل بينهما غشاء شبه منفذ في محاولة إعادة التوازن للمحلولين المتجاورين، ويقوم الغشاء شبه المنفذ بالسماح لجزيئات المذيب بالمرور دون المذاب،^[١] وتحدث الخاصية الأسموزية دون الحاجة إلى أي طاقة، ويمكن أن يخضع أي مذيب من المذيبات إلى عملية التناضح بما في ذلك الغازات، والسوائل.^[٢]

الخاصية الأسموزية

تُعرف الخاصية الأسموزية على أنها عملية انتقال المذيب في محلول ما، وذلك عبر غشاء شبه منفذ من المنطقة الأقل تركيزًا إلى المنطقة الأعلى تركيزًا، ومن أشهر المذيبات الماء؛ إذ ينتقل من الوسط ذي التركيز المنخفض إلى الوسط الأعلى تركيزًا، ومصطلح أقل تركيزًا يعني أن تركيز المذاب فيه قليل، وأن المذيب أعلى، والعكس صحيح.^[٣]

تطبيقات الخاصية الأسموزية

فيما يلي تفسير لبعض من تطبيقات الخاصية الأسموزية:

الخاصية الأسموزية في النبات

الماء أساس لحياة النباتات، وتحتاج النباتات إلى نظام لنقل المياه من الأرض إلى جميع أجزاء النبات، وتتم حركة الماء في النباتات من خلال الخاصية الأسموزية، إذ تعمل الخاصية الأسموزية على نقل الماء من الجذور، فالسيقان، فالأوراق.^[٤]

الخاصية الأسموزية في جسم الإنسان

• تلعب الخاصية الأسموزية دورًا هامًا في جسم الإنسان، إذ له دور رئيسي في امتصاص العناصر الغذائية في الجهاز الهضمي، وبعد أن يهضم الجهاز الهضمي الطعام عن طريق العمليات الميكانيكية والكيميائية، يبدأ دور الخاصية الأسموزية فتعمل على امتصاص العناصر الغذائية، ومد الجسم بالعناصر الأساسية التي يحتاجها للبقاء على قيد الحياة، إذ يحدث التناضح في كل من الأمعاء الدقيقة والغليظة، وأغلب العملية تتم في الأمعاء الغليظة، وعندما يتم طحن الطعام ينتقل من المريء إلى المعدة ثم إلى الأمعاء الدقيقة حيث يتم امتصاص العناصر الغذائية المهمة بالتناضح، بعدها ينتقل الغذاء الذي تم امتصاصه إلى الأمعاء الغليظة لتكملة عملية التناضح هناك أيضًا.^[٥]
• تحدث الخاصية الأسموزية داخل المعدة والأمعاء، فعندما تأكل الطعام، أو تشرب الماء، فإنه ينتقل من الفم إلى المريء ثم إلى المعدة، بعد ذلك يتم انتقال الماء والمواد المغذية من الكيموس من خلال أغشية الخلايا الطلائية شبه المنفذة، التي تنقل الماء والمغذيات من خلايا الشعيرات الدموية إلى مجرى الدم، والكيموس هو المكان الذي تحدث فيه العملية الأسموزية.^[٦]

الخاصية الأسموزية في تحلية المياه

من طرق تحلية المياه الخاصية الأسموزية العكسية، إذ تؤخذ المياه من البحر، ويتم معالجتها عن طريق إزالة جميع الشوائب، والأعشاب البحرية، والنفايات، والزيوت، بعد ذلك يتم تصفيتها، وتعريض المياه المالحة للخاصية الأسموزية العكسية، ويوجد تياران أحدهما محلول ملحي، والآخر مياه عذبة، ويتم تخفيف المحلول الملحي قبل إرجاعه إلى البحر، وذلك لتجنب تركيزات الملح العالية التي قد تضر بالنظام البيئي، أما المياه العذبة، فتتم من خلال عملية إعادة التمعدن، وبعد الانتهاء من هذه العمليات يتم تخزينها في خزانات مخصصة، ثم إرسالها إلى شبكة التوزيع لاستهلاكها.^[٧]

أمثلة وتطبيقات أخرى على الخاصية الأسموزية 

فيما يأتي أمثلة وتطبيقات أخرى على الخاصية الأسموزية:

• تُستخدم الإسموزية كعملية لحفظ الفواكه واللحوم، إذ تختلف هذه العملية في كلا الحالتين؛ ففي حالة الفاكهة، يتم استخدام الضغط الإسموزي لتجفيفها، بينما في حفظ اللحوم، سوف يساعد الضغط الإسموزي في سحب الملح إليها، مما قد يساعد في منع دخول البكتيريا إليها.^[٨]
• عملية غسيل الكلى من التطبيقات المهمة على الخاصية الأسموزية، إذ يسمح الغشاء شبه المنفذ الرقيق في آلة غسيل الكلى بمرور الماء والأملاح والمواد الأخرى الذائبة في الدم، وتكون خلايا الدم الحمراء أكبر من أن تمر عبر الغشاء، لذلك تعود إلى جسم المريض، وبهذه العملية يتم إخراج جميع الفضلات من الجسم المريض.^[٩]
• الرخويات والملح من الأمثلة على الخاصية الأسموزية، إذ تمتاز الرخويات بجلدها الرطب فهو غشاء شبه منفذ، فعند نثرها بالملح تفقد الكثير من الماء فتذبل وتموت، وذلك لأن السطح الخارجي من جسمها ذو تركيز عالٍ بالأملاح مقارنة بالداخل، وبالتالي يخرج الماء عبر الخاصية الأسموزية، ليتعادل تركيز الملح بين الداخل والخارج.^[١٠]
• غشاء الخلية من الأمثلة على الخاصية الأسموزية، إذ يسمح الغشاء الذي يفصل الخلية الحيوانية عن الخارج بمرور الماء، فإذا كان تركيز الخلية عاليًا بالملح، أو بالمواد المذابة، فإن الماء سوف يتدفق إلى الخلية، وسوف يقلل التركيز في الداخل، وعندما تتساوى التركيزات داخل وخارج الخلية، ستتوقف حركة الماء.^[١٠]
• العدسات اللاصقة من الأمثلة على الخاصية الأسموزية، فتتكون العدسات اللاصقة من مواد شبه منفذة، وعند وضع العدسات اللاصقة في محلول ملحي معقم، فإن تركيز الملحي يكون مطابقًا للسائل الطبيعي الذي يرطب العين، أما إذا كانت في ماء مقطر، فإن تركيز الملح سوف يكون أعلى من سائل العين، وعندها سوف يتدفق الماء ويعمل على تجفيف العين.^[١٠]
• من الأمثلة على الخاصية الأسموزية، أنه عند وضع الأسماك في المياه العذبة أو المياه المالحة في الماء ذي تركيزات مختلفة من الملح، فإن الأسماك قد تموت، وذلك بسبب دخول أو خروج المياه في خلايا الأسماك.^[١١]
• من الأمثلة على الخاصية الأسموزية تجعد الأصابع عند الاستحمام، فعند غمر الأصابع فترة طويلة في الماء سوف تتجعد وتنتفخ، وذلك يكون بسبب الخاصية الأسموزية.^[١٢]

المحاليل الأسموزية

فيما يأتي المحاليل الأسموزية:^[١٣]

• محاليل ناقصة التركيز (Hypotonic solutions): هي محاليل يكون فيها الضغط الإسموزي أقل مـن الضغط الإسموزي الذي يكون موجودًا في العصارة الخلوية.
• محاليل زائدة التركيز أو زائدة الأسموزية (Hypertonic solutions): هي محاليل يكون فيها الضغط الإسموزي أعلى من الضغط الإسموزي الموجود في العصارة الخلوية.
• محاليل مساوية التركيز أو مساوية الأسموزية (Isotonic solutions): هي محاليل تكون متسـاوية في ضغطها الإسموزي مع العصارة الخلوية.

أنواع الخاصية الأسموزية

تتكون الخاصية الأسموزية من نوعين، وفيما يأتي أهم المعلومات عن أنواعها:^[١٤]

• التناضح الداخلي (Endosmosis): في هذا النوع يتم وضع الخلية في محلول منخفض التركيز، عندها يتم انتقال الماء داخل الخلية، فيسبب تضخمًا في حجم الخلية، ويحدث هذا التناضح عندما يكون تركيز المذاب المحيط بالمحلول أقل من تركيزه داخل السيتوبلازم.
• التناضح الخارجي (Exosmosis): في هذا النوع يتم وضع الخلية في محلول عالي التوتر، عندها يتم انتقال الماء خارج الخلية، فتصبح قليلة الانتفاخ مترهلة، ويحدث هذا التناضح عندما يكون تركيز المذاب المحيط بالمحلول أعلى من تركيزه داخل السيتوبلازم.

أهمية الخاصية الأسموزية

فيما يأتي أهمية الخاصية الأسموزية:

• للخاصية الأسموزية أهمية كبيرة في بقاء الخلية.^[١٥]
• تمتلك الخاصية الأسموزية دورًا مهمًا أثناء عملية إنبات البذور.^[١٥]
• تساهم الخاصية الأسموزية في حركة جزيئات الماء التي تحدث بين الخلية، وعضيات الخلية.^[١٥]
• تكمن أهمية الخاصية الأسموزية في المحافظة على الضغط داخل وخارج الخلية، إذ تعمل هذه العملية على توازن حجم السائل في كل جانب من جوانب جدار الخلية، للحفاظ على الوظيفة الخلوية الطبيعية، والصحية.^[١٦]
• تتمثل أهمية العملية الأسموزية في الكليتين تحديدًا، إذ يقوم بتصفية جميع مُخلفات الجسم، والمحافظة على مجرى الدم خاليًا من أي شوائب، وتقوم بإخراج هذه الشوائب على شكل بول، ثم نقلها إلى المثانة، وطرحها خارج الجسم.^[١٦]

الضغط الأسموزي

الضغط الإسموزي أو الضغط التناضحي (Osmotic pressure)، هو الضغط الذي يمنع انتشار الماء أو السوائل عبر حاجزٍ ما، والضغط الإسموزي يشير إلى مدى صعوبة تدفق الماء لاجتياز هذا الحاجز وانتشاره إلى الجهة المقابلة منه، وعادةً ما يرتبط الضغط الإسموزي بتركيز السائل المُذاب الذي ينتقل من المناطق ذات التركيز العالي إلى المناطق ذات التركيز المنخفض بفعل الضغط الإسموزي،^[١٧] ويتناسب الضغط الأسموزي تناسبًا طرديًا مع تركيز المذاب، ودرجة الحرارة، فكلما زاد تركيز المذاب، ودرجة الحرارة زاد الضغط الإسموزي.^[١٨]

حقائق حول الخاصية الأسموزية

فيما يأتي بعض من أهم الحقائق حول الخاصية الأسموزية:

• توجد العديد من المواد الصناعية والطبيعة مثل: جدران معظم الخلايا النباتية أو الحيوانية، والتي من الممكن استخدامها كأغشية فاصلة في تلك الخلية، إلا أن أغشية الحيوانات ليست شبه منفذة تمامًا، لذلك فإن الأغشية الاصطناعية تكون أفضل وأكثر انتقائية.^[١٩]
• تحدث الخاصية الأسموزية في الوسط السائل فقط،^[٢٠] ولا تعتمد على نوع الجزيء، إنما على تركيزه.^[٢١]
• يُسمى الضغط الذي ينقل الماء داخل وخارج الخلية باسم جهد الماء.^[٢٢]
• المذاب في الخاصية الأسموزية يعمل على تقليل الإمكانيات المائية، فتكون الإمكانيات أقل من الموجودة في الماء النقي.^[٢٢]