Fissaidee 1

1. Diffusione semplice

La diffusione di un soluto è un processo spontaneo verso l’equilibrio, grazie al quale le molecole di soluto tendono ad assumere la stessa concentrazione in ogni punto della soluzione. Quando una zolletta di zucchero viene immersa in un recipiente di acqua, le sue molecole si sciolgono e diffondono nell’acqua fino a raggiungere una distribuzione uniforme nel volume di acqua a disposizione. 

Si chiama diffusione semplice il processo mediante il quale un soluto si sposta attraverso una membrana permeabile secondo il suo gradiente di concentrazione.

Quando una membrana permeabile ad un soluto separa una soluzione del soluto in acqua da una soluzione di acqua pura (a), si stabilisce un flusso di soluto secondo gradiente (b), dalla soluzione più concentrata (sinistra) a quella meno concentrata (destra) fino all’equilibrio delle concentrazioni nei due compartimenti (c).

2. L'osmosi

L’osmosi riguarda invece la diffusione dell’acqua e si verifica quando la membrana che separa due soluzioni non è permeabile al soluto ma solo alle molecole dell’acqua.

Nell’esempio della figura, i due compartimenti contengono una soluzione di soluto in acqua (sinistra) e acqua pura (destra), ma sono separati da una membrana semipermeabile, che permette il passaggio delle molecole di acqua e non del soluto (a). In queste condizioni, le molecole di acqua si spostano nelle due direzioni, mentre le molecole di soluto non possono farlo.

L’acqua, tuttavia, è più concentrata nel compartimento di destra e ciò determina un flusso netto di acqua da destra verso sinistra, che tende a diluire la soluzione di soluto (a). 

L’osmosi consiste proprio nella diffusione dell’acqua attraverso una membrana semipermeabile secondo il suo gradiente di concentrazione. Il flusso netto di acqua determina un aumento del livello della soluzione nel contenitore di sinistra (b) e questo dislivello esercita sulla membrana una pressione idrostatica che si oppone all’ulteriore ingresso di acqua. La condizione di equilibrio si raggiunge quando la pressione idrostatica esercitata dal dislivello della soluzione è uguale alla pressione osmotica della soluzione di soluto. La pressione idrostatica del dislivello tra i due compartimenti all’equilibrio è una misura della pressione osmotica. 

3. Soluzione isotonica, ipertonica, ipotonica

Una soluzione extracellulare con la stessa concentrazione di soluti dell’ambiente intracellulare è detta isotonica. Una soluzione con una concentrazione di soluti più alta di quella esistente all’interno della cellula viene definita ipertonica, mentre una soluzione con una concentrazione di soluti più bassa di quella presente all’interno della cellula viene definita ipotonica. Quando una cellula è immersa in una soluzione isotonica, le molecole di acqua attraversano la membrana plasmatica nelle due direzioni con un flusso netto pari a 0 e la cellula non modifica il suo aspetto. Diversamente, in una soluzione ipertonica si verifica la perdita di acqua e in una soluzione ipotonica l’assunzione di acqua dalla cellula. Questi flussi di acqua verso l’esterno o l’interno della cellula provocano modificazioni sia morfologiche che fisiologiche che differiscono nelle cellule vegetali e animali.