Osmose

RKA - Digamos que haja dois recipientes com água, e que eles estejam separados por uma membrana semipermeável. Mas o que eu quero dizer com "membrana semipermeável"? Isso significa que ela permite que algumas coisas atravessem-na, e outras não. Então, digamos que esta membrana semipermeável permita a passagem de moléculas de água (daqui a pouco nós falaremos sobre o que ela não permite passar, o que a faz semipermeável). Então, vamos pensar que nós temos somente moléculas de água nos dois lados. Nós já vimos, no vídeo sobre difusão, que em casos como este a probabilidade de uma destas moléculas de água ir nesta direção em um certo período de tempo é igual à probabilidade de que uma molécula de água vá da direita para a esquerda no mesmo período de tempo. E isso é porque nós temos concentrações iguais. Todas essas moléculas estão se movimentando de diferentes maneiras, em diferentes direções e sentidos, e com velocidades diferentes. E, pensando em termos probabilísticos, a probabilidade de uma destas moléculas irem da esquerda para a direita por meio de um destes espaços será igual à probabilidade de uma molécula ir da direita para a esquerda em qualquer intervalo de tempo. Mas vamos deixar esta situação um pouco mais interessante: tratemos a água como um solvente, e coloquemos um pouco de soluto nele. E eu vou fazer as partículas de soluto bem maiores, de modo que vocês possam ver bem que elas enfrentariam um problema físico ao atravessar estes pequenos espaços. Há, obviamente, outras maneiras de demonstrar a semipermeabilidade de uma membrana, a exemplo da utilização de carga para permitir que determinadas moléculas passem e outras não. Mas fica bem mais fácil de visualizar ao pensar na membrana permitindo a passagem de moléculas de determinados tamanhos apenas. Então, vamos colocar um pouco de soluto aqui... vou desenhar uma ou duas partículas bem aqui, mas depois vou fazer mais algumas. Eu vou desenhar um número bem maior de partículas no lado direito, de maneira que tenhamos uma maior concentração de soluto neste lado. Como esta é uma membrana semipermeável, você pode ver, através do tamanho dos espaços que eu desenhei, que estas partículas maiores não conseguirão passar por eles; e, assim, não serão capazes de atravessar a membrana. Isso significa, portanto, que essas partículas maiores não serão capazes de se difundir. Caso isso fosse possível, elas iriam a favor do gradiente de concentração; e, em qualquer intervalo de tempo, nós teríamos uma maior chance de uma destas partículas se moverem da direita para a esquerda do que da esquerda para a direita. Isso porque há mais delas no lado direito. Mas, novamente, esta é uma membrana semipermeável; então, estas partículas não serão capazes de se difundir naturalmente, e todas estas partículas maiores também têm suas próprias velocidades. E, então, o que acontecerá? Vamos pensar primeiro sobre o problema. Nós sabemos que as partículas grandes não podem passar de um lado para o outro. Mas o que acontecerá com as moléculas de água? Elas não ficarão paradas. E, olhando para estas que estão no lado esquerdo, dependendo da direção na qual elas se movam, elas podem bater na membrana e voltar, ou ir para o lado direito, atravessando um destes espaços. Mas e as moléculas do lado direito? Bom, se elas estiverem sob as condições corretas, esta molécula, por exemplo, poderia se mover e passar por este espaço. Então, haveria moléculas de água indo e voltando. Mas é preciso lembrar que há uma menor probabilidade de as moléculas de água irem do lado direito para o lado esquerdo, do que do lado esquerdo para o lado direito. Mas por que isso acontece? Há uma grande interferência destas moléculas grandes. Elas estarão se movendo, e, algumas delas, poderão estar até mesmo bloqueando o acesso a algumas destas aberturas. Se esta membrana não estivesse aqui, não haveria este bloqueio, e elas simplesmente dariam continuidade aos seus caminhos. Mas, como temos esta membrana aqui, estas partículas maiores atrapalharão o acesso das moléculas de água a estas aberturas, rebatendo e, portanto, empurrando algumas destas moléculas de água nesta direção, por exemplo. Então, algumas delas ainda conseguirão passar do lado direito para o lado esquerdo; mas haverá uma menor probabilidade de irem da direita para a esquerda do que da esquerda para a direita. E, por causa disso, nós teremos um movimento líquido de água desta área, em que há uma menor concentração de soluto, para este outro lado, em que a concentração de soluto é menor. E lembre-se de que "soluto" é aquilo que está dissolvido no solvente. E normalmente nós consideramos como solvente aquilo que está em maior quantidade, que no caso é a água. E a água é provavelmente o solvente mais popular. Então, o soluto está dissolvido no solvente; e assim, nós temos um movimento líquido de moléculas de água desta direção, em que há uma menor concentração de soluto, para esta, em que há uma maior concentração de soluto. E nós chamamos este fenômeno de "osmose". Há, é claro, muitas outras discussões envolvendo a osmose, que é algo que nós observamos já muitas vezes. Um clássico caso que exemplifica este processo é o de colocar sal em uma lesma: ela não ficará bem na presença de sal, porque a água em seu interior fará exatamente o que está representado neste diagrama, já que apresenta uma baixa concentração de sal. E o mecanismo sobre o qual eu acabei de falar, envolvendo moléculas que não são capazes de atravessar a membrana e acabam dificultando a passagem de moléculas de água de um lado para o outro ao "obstacularizar" a aproximação destas moléculas de água até as aberturas da membrana, e também "rebater" as moléculas de água, tudo isso é apenas uma explicação sobre a osmose. Mas, muitas vezes, o soluto que está dissolvido na água apresenta alguma carga. Pensemos, então, no sal de mesa. Ele é, na realidade, cloreto de sódio; mas, quando em água, se dissocia, liberando íons sódio e íons cloreto. Estes íons cloreto são negativos, e os íons sódio são positivos. Neste caso, além do bloqueio mecânico, como eu acabei de falar, há também a ideia de que, possivelmente pelo fato de eles serem iônicos, de eles terem cargas, e a água ter carga parcial, estes íons atrairão moléculas de água; de maneira que eles ficarão grudados a algumas moléculas de água, e algumas moléculas de água ficarão grudadas a eles. Então, haverá uma menor quantidade de água disponível para atravessar a membrana. Mas o que eu quis dizer ao falar que a água vai ficar grudada aos íons? Quando nós pensamos em uma molécula de água, nós temos um oxigênio (e, então, uma carga negativa parcial), e nós temos também dois hidrogênios (e, por isso, uma carga positiva parcial). Então, haverá uma extremidade com oxigênio que será atraída pela molécula de sódio, e por isso se grudará nela. Você pode imaginar todas estas moléculas de água sendo grudadas na molécula de sódio, o que as deixaria menos propensas a passar do lado direito para o lado esquerdo. Similarmente, se há um íon carregado negativamente como este, as extremidades de hidrogênio carregadas positivamente serão atraídas pelo íon cloreto. Como é muito provável que o íon cloreto não consiga atravessar a membrana, as moléculas de água que ficam grudadas nele estarão, assim, menos propensas também a atravessar a membrana. Estas moléculas serão mais atraídas pelos íons cloreto ou pelos íons sódio do que por outras moléculas de água que apresentam apenas cargas parciais. Então, estas apresentam cargas completas; e não são capazes de atravessar a membrana. Há uma menor probabilidade de que estas outras também consigam atravessá-la. E os efeitos de tudo isso combinados resultarão numa situação em que temos uma maior probabilidade de que as moléculas de água que estão na esquerda vão para a direita do que as moléculas de água que estão na direita vão para a esquerda. E isso pode acontecer por causa de um bloqueio mecânico dessas moléculas maiores, que acabam rebatendo as moléculas de água no sentido oposto ao da membrana, ou porque as moléculas de água estão grudadas em moléculas maiores (porque estas apresentam carga). E isso é a osmose. Até o próximo vídeo!