การแพร่และออสโมซิส ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 วิชาวิทยาศาสตร์

การแพร่และออสโมซิส

เพื่อน ๆ เคยสงสัยไหมว่า…

พืชดูดซึมน้ำเข้าไปในรากด้วยวิธีไหน ?

ทำไมอาหารที่ทำเสร็จใหม่ ๆ ถึงหอมชวนหิวขนาดนี้ ?

คำตอบของคำถามเหล่านี้ คือ การแพร่และการออสโมซิส ที่หลายคนอาจจะเคยได้ยินมาบ้างแล้ว แต่การแพร่และการออสโมซิสที่ว่านี้คืออะไร แตกต่างกันหรือไม่ และเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ข้างต้นอย่างไร เราไปหาคำตอบพร้อมกันได้เลย

การแพร่และออสโมซิส

ภาพความแตกต่างระหว่างการแพร่และการออสโมซิส

 

การแพร่ (Diffusion)

การแพร่ คือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลสารหรือสสารจากบริเวณที่สารละลายมีความเข้มข้นสูง ไปยังบริเวณที่สารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ เพื่อปรับให้ความเข้มข้นของทั้งสองบริเวณเท่ากัน เรียกว่า สมดุลของการแพร่ (Diffusion Equilibrium) โดยการแพร่นั้นสามารถเกิดขึ้นทุกสถานะ ทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส เช่น การแพร่ของกลิ่นอย่างน้ำมันหอมระเหย ดอกไม้ อาหาร หรือการแพร่ของหยดสีลงบนกระดาษที่เปียกน้ำ เป็นต้น

การแพร่และออสโมซิส

ภาพการแพร่ของกลิ่นอาหาร (ขอบคุณภาพจาก Clipart Library)

 

และเมื่อการแพร่เกิดขึ้นที่เซลล์ จะมีเยื่อบาง ๆ ที่เรียกว่า เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยลิพิดและโปรตีน มาเป็นหน่วยคัดกรองและควบคุมสารที่ผ่านเข้าออกเซลล์ ยกตัวอย่างเช่น การแพร่ของแก๊สออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์บริเวณถุงลมปอด หรือการแพร่ของแก๊สออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์บริเวณปากใบของพืช

ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่

การแพร่ที่เกิดขึ้นแต่ละครั้ง มีความรวดเร็วและอัตราการแพร่ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับปัจจัยปัจจัยต่าง ๆ เช่น 

  1. อุณหภูมิ: บริเวณที่มีอุณหภูมิสูงจะเกิดอัตราการแพร่ได้เร็วกว่าอุณหภูมิต่ำ เพราะอนุภาคเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น
  2. ความดัน: เมื่อความดันเพิ่มขึ้น อัตราการแพร่จะเพิ่มสูงขึ้นไปด้วย
  3. สถานะของสาร: สารที่มีสถานะเป็นแก๊สจะแพร่ได้รวดเร็วกว่าสถานะของเหลวและของแข็ง เนื่องจากอนุภาคเป็นอิสระมากกว่า 
  4. สถานะของตัวกลาง: ปัจจัยนี้จะคล้ายกับข้อที่แล้ว คือสถานะแก๊สจะเป็นตัวกลางที่ทำให้อัตราการแพร่เกิดขึ้นเร็วกว่าของแข็งและของเหลว 
  5. ขนาดอนุภาค: สารที่มีอนุภาคขนาดเล็กจะเกิดการแพร่ได้ง่ายและเร็วกว่า เนื่องจากเคลื่อนที่ได้ดีกว่าสารที่มีอนุภาคใหญ่
  6. ความแตกต่างของความเข้มข้นสาร 2 บริเวณ: ยิ่งความเข้มข้นของสารทั้งสองบริเวณ มีความแตกต่างกันมากเท่าไร การแพร่มักจะเกิดขึ้นได้ดีมากเท่านั้น 

 

การออสโมซิส (Osmosis)

การออสโมซิส คือ การเคลื่อนที่ของน้ำหรือตัวทำละลายผ่านเยื่อเลือกผ่าน ซึ่งในเซลล์ของเราจะมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน โดยน้ำจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่สารละลายมีความเข้มข้นต่ำ (โมเลกุลของน้ำมาก) ไปยังบริเวณที่มีสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง (โมเลกุลของน้ำน้อย) เช่น การดูดซึมน้ำของรากพืช 

การออสโมซิสในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์

การออสโมซิสในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์จะมีความคล้ายคลึงกัน คือ เซลล์จะมีรูปร่างปกติเมื่อแช่ในสารละลายมีความเข้มข้นเท่ากับภายในเซลล์ แต่หากแช่เซลล์ในสารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าภายในเซลล์ (โมเลกุลของน้ำน้อยกว่า) น้ำจะออสโมซิสออกไปยังนอกเซลล์ ทำให้เซลล์เหี่ยว ส่วนการแช่เซลล์ในสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าในเซลล์ (โมเลกุลของน้ำมากกว่า) จะทำให้น้ำออสโมซิสเข้าสู่เซลล์ ซึ่งหากเป็นเซลล์สัตว์อาจทำให้เซลล์เต่งจนแตกได้ ขณะที่เซลล์พืชจะทำให้เซลล์เต่งแต่ไม่แตก เนื่องจากมีผนังเซลล์กั้นอยู่นั่นเอง

 

การแพร่และออสโมซิส

ภาพเซลล์พืช (ด้านล่าง) เทียบกับเซลล์สัตว์ (ด้านบน)

โดยมีเซลล์ปกติ เซลล์เต่ง และเซลล์แตก ตามลำดับ (ขอบคุณภาพจาก nootria2140)

 

ถ้าเพื่อน ๆ ได้ลองนึกถึงเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน อาจพบว่าการแพร่และการออสโมซิสนั้นเกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวเราหลายเหตุการณ์เลยทีเดียว และหลังจากที่เราทบทวนเนื้อหาชีววิทยากันอย่างเต็มอิ่มแล้ว  เพื่อน ๆ ชั้นม.1 ยังสามารถเข้าไปเรียนรู้เรื่องเส้นขนานและมุมภายในกันต่อได้ใน Blog StartDee หรือจะดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน StartDee มาเรียนกับคุณครูที่น่ารักของเรา ก็สามารถคลิกที่ลิงก์ข้างล่างนี้ได้เลย

Artwork-Re-Size-Banner-840x200

 

แสดงความคิดเห็น