Conheça os efeitos dessa propriedade coligativa
A pressão osmótica é uma das chamadas propriedades coligativas – fatores que independem da estrutura do soluto (substância dissolvida), mas sim da sua quantidade de partículas dispersas durante a junção com um solvente. Trata-se da pressão exercida pelo solvente em uma membrana semipermeável, a fim de atingir o equilíbrio na concentração da solução química.
Esse processo visa interromper a osmose – passagem de um solvente puro ou diluído, através de uma membrana semipermeável, para uma solução mais concentrada, provocando a retenção do soluto. No dia a dia, é possível perceber esse fenômeno ao temperar as folhas de uma salada e não comê-las em pouco tempo. As folhas começam a murchar porque ocorre a perda de água no interior de suas células (meio menos concentrado) para o meio mais concentrado (tempero à base de sal).
Por isso que, quanto maior for a diferença de concentração entre as soluções químicas separadas pela membrana, maior deve ser a pressão para impedir que a osmose aconteça.
Tipos de solução
A depender da pressão osmótica que atua nas soluções, elas podem ser classificadas da seguinte maneira:
- Solução hipertônica: a pressão osmótica de uma solução é maior que a da outra, o que significa que uma é a mais concentrada.
- Solução hipotônica: a pressão osmótica de uma é menor do que a da outra, ou seja, uma das soluções é a menos concentrada.
- Solução isotônica: as duas soluções envolvidas apresentam a mesma concentração de componentes químicos, pois as as pressões osmóticas são iguais.
O soro fisiológico, que é preparado com sal, açúcar e água, é um exemplo de substância isotônica. Isso porque apresenta a mesma concentração de sais minerais em relação aos líquidos corporais, a exemplo do sangue. Quando esse líquido é preparado com as dosagens de sal e açúcar erradas, pode gerar um meio hipertônico ou hipotônico.
Caso o soro esteja hipertônico, ou seja, com concentração superior a do sangue, as hemácias perdem água por causa da osmose e acabam murchando. Já se o efeito for o contrário, o líquido estiver hipotônico, a parte externa desses glóbulos vermelhos não consegue bloquear a passagem da água, fazendo-as inchar e até estourar.
Representação dos efeitos hipertônico, isotônico e hipotônico nos glóbulos vermelhos. (Imagem: Wikimedia Commons)
Nesses casos, o soro serve justamente para trazer de volta equilíbrio, pois a pressão osmótica das hemácias precisa ser igual a do sangue (aproximadamente 7,7 atm) para que o fluxo de entrada e saída de água na célula seja normalizada.
Como determinar a pressão osmótica?
Por meio de experimentos realizados em 1877, o botânico alemão Wilhelm Pfeffer deduziu que a pressão osmótica é diretamente proporcional a concentração da solução e cresce à medida que a sua temperatura envolvida sofre um aumento. Sendo assim, quando a pressão aplicada é excessiva, ocorre a osmose reversa – o solvente passa do meio mais concentrado para o menos, separando-se do soluto por causa da membrana semipermeável.
A partir dessa constatação, o físico e químico holandês Jacobus Van’t Hoff percebeu que a pressão osmótica também dependia das mesmas variáveis que participam da equação de estado dos gases ideais: pressão (P), volume (V), quantidade de matéria (n) e temperatura (T). Como essa pressão é simbolizada por ⊓, fez a substituição na equação e obteve a fórmula para calculá-la.
P . V = n . R . T (equação de estado dos gases ideais)
p . V = n . R . T
⊓ = n/V. R . T
Esta formulação ainda foi modificada, pois a concentração em quantidade de matéria é a razão entre a quantidade de matéria do soluto e o volume da solução (M = n/V). Logo:
p = n/V. R . T
⊓ = M. R . T
Onde:
M = concentração em mol/L
R = constante universal dos gases
T = temperatura (em kelvin)
No entanto, vale frisar que tal fórmula pode ser aplicada somente em soluções moleculares, uma vez que a proporção de moléculas dissolvidas é igual a de adicionadas e, com isso, a pressão osmótica será a mesma.
No caso das soluções iônicas, as moléculas passam por dissociação e multiplicam-se. Isso faz com que a pressão osmótica também dependa da relação entre o número total de partículas finais e as iniciais, que é dada pelo fator de Van’t Hoff (i).
Diante disso, a equação que deve ser usada é:
p = M. R . T. i