Significado y funcionamiento
A través de una membrana permeable al agua pero no a ciertos solutos, una diferencia en el potencial químico del agua impulsa su movimiento neto. El agua tiende a pasar del lado más diluido al más concentrado.
Si la concentración de solutos impermeables en el exterior es baja, el agua puede entrar en las células, lo que provoca un aumento en el volumen. Por el contrario, si el exterior está altamente concentrado, el agua puede ser expulsada, resultando en una disminución del volumen.
Relaciones y condiciones de validez
Con una cantidad fija de soluto interno, la relación ideal de equilibrio es V/V₀=C_initial_inside/C_outside, donde C_initial_inside es la concentración interna inicial y C_outside la externa. La concentración interna cambia al moverse el agua; no se mantiene en su valor inicial durante todo el proceso.
La ecuación omite las diferencias de presión a través de la membrana y la elasticidad de la pared celular. La isotonicidad real depende de la permeabilidad de la membrana, no solo de la concentración total de todos los solutos.
Qué observar en la simulación
En soluciones hipertónicas, el agua sale de la red y las células se vuelven más pequeñas. En la solución hipotónica, hay una afluencia neta y se produce crecimiento, donde las células animales muestran hemólisis y las células vegetales muestran turgencia.
Este modelo de solución diluida permite pasar solo agua y mantiene fijos los moles de soluto. El movimiento neto se acerca exponencialmente al equilibrio. En eritrocitos, V/V₀>1.6 es un umbral artificial de hemólisis; después se detienen el cálculo del volumen y el movimiento del agua. En células vegetales se usa un límite artificial de 1.15. La presión de turgencia es un valor relativo proporcional a la diferencia de concentración, no una presión real. No sirve para predicciones cuantitativas de células reales.
Relaciones y símbolos clave
Equilibrio ideal V/V₀ = Cᵢₙ,₀/Cₒᵤₜ
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| V, V₀ | Volúmenes final e inicial | Volumen relativo |
| C | Concentración de solutos no permeables | mol/volumen |
Ejemplo resuelto
¿Por qué una célula vegetal no se expande indefinidamente en una solución hipotónica?
Supongamos una membrana que solo permite el paso del agua. En las plantas, la pared celular y la presión de turgencia se oponen al influjo neto de agua, y este modelo limita V/V₀ a 1,15.
Errores frecuentes
- No es necesariamente el caso que el soluto en sí mismo deba cruzar la membrana en la osmosis.