ออสโมซิส

ใบความรู้ เรือ่ งออสโมซิส (Osmosis) การออสโมซิส (Osmosis) เป็นการเคลื่อนทข่ี องตัวท้าละลาย (มักจะกลา่ วถึงนา้ ) ผา่ นเยือ่ เลอื กผา่ นจาก สารละลายทีเ่ ข้มข้นต่้าไปยงั สารละลายทเ่ี ข้มขน้ สูง (จา้ ง่ายๆนา้ มากไปน้าน้อยและทีส่ ้าคัญตอ้ งผ่านเย่ือเลือกผา่ น เชน่ เยอ่ื ห้มุ เซลล์ หรอื กระดาษเซลโลเฟนทเี่ ราใช่ในการทดลอง) ภาพแสดงการออสโมซสิ โดยน้ามากเคลอื่ นที่ไปน้าน้อยผา่ นเยอื่ บางๆ (semipermeable membrane) การออสโมซิสมแี รงดันท่เี กีย่ วขอ้ ง 2 ชนดิ คือ 1. แรงดนั ออสโมติก (Osmotic pressure) คอื แรงดันท่ีเกิดขึนเพื่อตา้ นการเคล่อื นท่ีของตัวท้าละลายทีผ่ า่ น เยื่อบางๆ เชน่ เยือ่ หุ้มเซลล์ (แรงดนั ออสโมตกิ ก็คือแรงทีใ่ ช้ต้านการเคลื่อนที่ของนา้ ไมใ่ หน้ ้าเคล่อื นท่จี ากบรเิ วณท่ีมนี ้ามากไปยงั บริเวณที่มนี า้ น้อย ดังนัน หากมีแรงต้านการเคลอื่ นที่ของน้าไม่มาก นา้ จะเคลอื่ นทผ่ี ่านเยอ่ื บางๆได้มาก (แรงต้านไมม่ าก = แรงดนั ออสโมติกต่้า)โดยน้ามีแรงดนั ออสโมตกิ ต่้าสดุ ) 2. แรงดนั เตง่ (turgor pressure) คอื แรงดนั ท่เี กดิ ขนึ ภายในเซลลเ์ กดิ ขึนเน่ืองมาจากน้าออสโมซิสเขา้ ไปภายใน เซลล์แล้วดันให้เซลล์แต่งหรอื บวมขึนมา เมื่อน้าเข้าไปภายในเซลล์มากเกินไปในกรณที เ่ี ป็นเซลลส์ ตั วอ์ าจเกดิ การ แตกได้ แต่หากเปน็ เซลลพ์ ืชมักจะไม่มีการแตกของเซลลเ์ นื่องจากมผี นงั เซลลค์ งรปู ร่างไว้ โดยท่ีจดุ สมดุลของการ แพรพ่ บว่า แรงดันออสโมตกิ ของสารละลาย = แรงดนั แต่งสงู สดุ ประเภทของสารละลายจาแนกตามแรงดันออสโมติก

สารละลายทมี่ คี วามเขม้ ขน้ ตา่ งกันจะมีผลต่อเซลลแ์ ตกตา่ งกนั ด้วย จงึ ท้าให้แบง่ สารละลายที่อยนู่ อกเซลลอ์ อก ไดเ้ ปน็ 3 ชนิด ตามการเปล่ยี นขนาดของเซลล์ เม่ืออยู่ภายในสารละลายนนั คือ 1. สารละลายไฮโพโทนกิ (Hypotonic solution)คอื สารละลายทมี่ ีแรงดนั ออสโมติกต่า้ หรอื สารละลายที่มี ความเขม้ ข้นต่า้ (มีน้ามาก)เม่อื น้าเซลลม์ าแชใ่ นสารละลายไฮโพโทนกิ น้าจากสารละลายจะเขา้ สเู่ ซลล์สง่ ผลให้เกดิ การเตง่ ของเซลลห์ รือทเ่ี รยี กว่าPlasmoptysis ตวั อยา่ งเช่น สมมตวิ ่านา้ เซลล์เม็ดเลอื ดแดงท่มี ีความเข้มขน้ 0.85% ไปแช่ในสารละลาย 0.25% พบว่าน้าจาก สารละลายจะแพร่จาก0.25% ไปยงั 0.85% จนทา้ ใหเ้ ซลลแ์ ตง่ และหากนา้ ยงั เขา้ ได้เรอ่ื ยกจ็ ะส่งผลใหเ้ ซลลเ์ มด็ เลอื ดแดงแตกหรือที่เรยี กว่าฮีโมไลซิส (Haemolysis) เซลลพ์ ืชจะแตกไดห้ ากเปน็ เซลล์ออ่ นๆเทา่ นนั เนอ่ื งจากผนัง เซลลย์ งั ไม่แขง็ แรง แต่หากมผี นงั เซลลแ์ ข็งแรงแล้วจะไมแ่ ตก 2. สารละลายไฮเพอร์โทนิก (Hypertonic solution)สารละลายทีม่ ีแรงดันออสโมติกสูง หรือสารละลายท่ีมี ความเขม้ ข้นสงู แตน่ า้ น้อย ดังนันหากนา้ เซลล์มาแชใ่ นสารละลายไฮเพอรโ์ ทนิกจะทา้ ใหน้ ้าจากเซลลจ์ ะท่เี คลอื่ นที่ ออกมายงั สารละลายจนทา้ ให้เซลลเ์ ห่ียวทเ่ี รยี กวา่ plasmolysisตวั อยา่ งเช่น การน้าเมด็ เลือดแดงไปแช่ใน สารละลายไฮเพอรโ์ ทนิกก็จะสง่ ผลใหเ้ ซลล์เห่ยี ว หรอื อื่นๆ เชน่ เมื่อนา้ เกลือใส่ไปในผลไม้ทิงไวซ้ กั พักจะมีน้าไหล ออกมา นนั แสดงว่านา้ ออสโมซสิ ออกมาจากเซลลข์ องผลไม้หรอื เม่อื เราลา้ งจานซกั พักมอื จะเหีย่ วนันก็เพราะวา่ นา้ ออกจากเซลลช์ องเราเชน่ กัน

3. สารละลายไอโซโทนกิ (Isotonic solution)สารละลายทม่ี ีความเขม้ ข้นระหว่างภายในเซลล์และภายนอก เซลลเ์ ทา่ กนั เพราะฉะนนั หากนา้ เซลล์ไปแช่ในสารละลายไอโซโทนกิ จะท้าใหเ้ ซลล์ไม่เปลีย่ นรูปร่างสารละลายไอโซ โทนิกท่ีควรจะจ้าไว้สอบเนื่องจากเซลลเ์ หลา่ นีจะช่วยรกั ษาสภาพเซลล์ เช่น (1) นา้ เกลอื (Normal saline) 0.85% รักษาสภาพเม็ดเลือดแดง (คอยออกสอบหมอธรรมศาสตรด์ ้วย) (2) นา้ เลอื ด (Plasma) รักษาเซลลเ์ ม็ดเลือด (3) นา้ เหลือง (Lymph) รักษาเซลลร์ ่างกาย ประเภทของสารละลายที่มผี ลตอ่ เมด็ เลือดแดง สารละลาย hypertonic จะมีผลให้นา้ ออกจากเซลล์เม็ดเเดงจนท้าใหเ้ ซลลเ์ หี่ยว สารละลาย Isotonic นา้ เข้าเเละออกจากเซลลเ์ ท่ากนั รักษาสภาพเซลล์ สารละลาย hypotonic นา้ เข้าเซลล์จนท้าใหเ้ ซลล์เเตก จา้ ประเภทของสารละลาย คงเคยไดย้ ินค้าว่าเด็ก hyper เป็นเด็กที่มกี ารกระท้าหรือพฤตกิ รรมมากเกนิ ไป เพราะฉะนนั สารละลายhypertonic กเ็ ป็นสารละลายท่มี ีความเข้มขน้ มากเกินไปจนทา้ ใหน้ า้ ในเซลล์เคล่ือนที่

ออกมา ซ่ึงมันจะตรงข้ามกบั Hypo ท่ีแปลวา่ ต้า่ ซึ่งน้าจะเข้าเซลล์ ดังนนั เหลอื เเต่คา้ ว่า Iso ท่ีเเปลว่าเทา่ กนั นนั คือ นา้ เข้าเเละออกจากเซลล์เทา่ กนั การออสโมซสิ ในพชื พชื จะดูดน้าเขา้ สู่เซลล์ขนราก ด้วยกระบวนการออสโมซสิ โดยผ่านเย่ือหุ้ม เซลล์ ซ่งึ ทา้ หน้าทเี่ ป็นเยื่อเลือก ผ่าน เพราะ บรเิ วณรอบ ๆ รากจะมปี ริมาณน้ามากกวา่ ในเซลลข์ นราก และจะออสโมซสิ ไปยังเซลล์ ขา้ งเคียงต่อ ๆ ไปจนถงึ เนือเย่อื ล้าเลยี งนา้ ออสโมซิสในชีวติ ประจาวัน 1. การให้น้าเกลือแก่ผู้ปว่ ย นา้ เกลอื ทใ่ี ช้มีความเข้มข้นเท่ากบั ความเข้มขน้ ของสารละลายภายในเม็ดเลือดแดง จึงไมท่ า้ ใหเ้ สยี สมดลุ ของน้าในเซลล์ 2. การน้าผกั และผลไม้ไปแช่น้า ท้าให้ผกั และผลไมท้ ี่เหย่ี วกลบั คนื สู่สภาพเดมิ เพราะสารละลายในผกั และผลไม้ มคี วามเข้มข้นมากกวา่ น้า น้าจงึ ออสโมซิสเขา้ สผู่ กั และผลไม้ 3. การใส่ป๋ยุ ในดนิ มากๆ จะท้าให้ความเข้มขน้ ของสารละลายใน ดนิ สงู กว่าในรากพชื ทา้ ใหน้ ้าออสโมซิส-การแชผ่ ักในนา้ 4. การปักดอกไมใ้ นแจกนั 5.การหบุ ของตน้ ไมยราบ 6. การเห่ยี วของตน้ พืช 7. การพองของเยื่อชนั ในของไข่เมื่อแช่ในนา้ ออกจากรากเข้าสดู่ ิน มผี ลให้พชื ขาดน้าและเหี่ยวเฉาตายได้

ลกั ษณะของเซลลเ์ ยือ่ เลอื กผ่านตวั อยา่ ง แครอท หวั ไชเทา้ มันฝร่ัง

ใบกจิ กรรมที่ 1 เรอ่ื งออสโมซิส (Osmosis) คาชแี้ จง ให้ผู้เรยี นตอบค้าถามตอ่ ไปนีให้ถูกตอ้ ง จุดประสงค์การเรียนรู้ ผเู้ รียนอธบิ ายกระบวนออสโมซิสได้ 1. ออสโมซสิ (osmosis) คอื อะไร และมีหลักการอย่างไร ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จงบอกความหมายของคา้ ตอ่ ไปนี 2.1 สารละลายไอโซโทนกิ (isotonic solution) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 สารละลายไฮโปโทนกิ (hypotonic solution) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.3 สารละลายไฮเปอร์โทนิก (hypertonic ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… จากภาพใหผ้ เู้ รยี นนาคาตอ่ ไปนีเ้ ติมลงในช่องว่าใหถ้ ูกตอ้ ง สารละลายไอโซโทนิก สารละลายไฮโปโทนิก สารละลายไฮเปอรโ์ ทนิก

ใบกจิ กรรมที่ 2 เร่อื งการทดลองการออสโมซสิ คาชแ้ี จง ผเู้ รยี นเตรยี มวัสดุอุปกรณ์ และปฏบิ ัติการทดลอง จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ ผู้เรยี นสามารถทดลองเกีย่ วกับกระบวนการออสโมซสิ ได้ วัสดุอุปกรณ์ 1. แครอท 2. หัวไซเท้า 3. มันฝร่ัง 4. บีกเกอรข์ นาด 50 มิลลลิ ติ ร 5. ตวั อย่างสารละลาย วิธีดาเนนิ กจิ กรรม 1. เตรียมตวั อย่างท่ีกา้ หนดให้ (แครอท หัวไซเทา้ มันฝรง่ั ) ตดั ให้มขี นาด ความสงู 5 เซนตเิ มตร กว้าง 1 เซนตเิ มตร ยาว 1 เซนตเิ มตร 2. น้าตัวอยา่ งเยือ่ เลือกผา่ นใส่ลงไปบกี เกอร์ ขนาด 50 มิลลิลิตร 3. เทตวั อย่างสารละลายลงในบีกเกอร์ที่มตี ัวอย่างเย่ือเลือกผ่าน ปริมาณ 20 มิลลลิ ิตร 4. สงั เกตผลการเปลย่ี นแปลงและบนั ทึกผลการทดลองลงในตาราง 5. สรุปและอภิปรายผลการทดลอง ออกแบบการทดลอง

ตารางบนั ทึกผลการทดลอง ปริมาณสารละลาย ปริมาณสารละลาย ปรมิ าณทีเ่ ปลยี่ นแปลง ตัวอยา่ งเย่ือเลือกผา่ น เวลาที่ใช้ เร่มิ ต้น (ml.) สนิ สดุ (ml.) (ml.) (min) แครอท หัวไชเท้า มนั ฝรัง่ สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… อภิปรายผลการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………