L'Osmose

Osmose : phénomène de diffusion à travers une membrane semi-perméable, sous l'action d'un gradient de concentration. Le phénomène d'osmose peut se traduire par un flux d'eau dirigé d'une solution diluée vers une solution concentrée à travers une membrane. En effet considérons deux solutions aqueuses de concentrations différentes et séparées par une membrane perméable. La membrane va laisser passer les molécules d'eau tout en retenant les substances dissoutes, l'eau va diffuser de la solution hypotonique, c'est-à-dire la moins concentrée, vers la solution hypertonique, c'est à dire la plus concentrée. Le phénomène s'arrête spontanément lorsque la pression de la solution hypotonique atteint sa valeur limite, dite pression osmotique. Le résultat final est une dilution du milieu le plus concentré.

La notion de pression osmotique fut introduite par le médecin français René Joachim Dutrochet, en 1826. Elle est définie comme étant la différence de pression qui s'exerce de part et d'autre d'une membrane semi-perméable séparant deux solutions du même solvant et du même soluté, mais de concentrations C1 et C2 différentes. Ainsi, la pression osmotique, due au second principe de la thermodynamique, indique la facilité avec laquelle la solution concentrée attire le solvant par le phénomène d'osmose. Dans le cas de solutions faiblement concentrées, la pression osmotique est donnée par P=(C1-C2)RT/V, R étant la constante des gaz parfaits (R = 8,31 J/K.mol), V le volume molaire du solvant (volume occupé par une mole), et T la température en kelvins. Lorsque l'une des solutions est le solvant pur, on peut appliquer la loi des gaz parfaits : P=nRT/V, n étant le nombre de moles de soluté et V le volume de la solution contenant le soluté. À une température donnée, la pression osmotique est donc proportionnelle à la concentration de la solution (n/V). La détermination de la pression osmotique (osmométrie) et la loi de Van't Hoff servent à déterminer la masse molaire du soluté, en particulier lorsque ce dernier est un polymère ou une protéine.

Versez 200ml d'eau douce dans deux récipients identiques et transparents. Mettez une cuillère à café de sel dans un des récipients et marquez le d'un signe afin de le repérer (avec un marqueur par exemple). Mettez 5 boules de raisin dans chacun des deux récipients et attendez 2 heures environ. Deux heures après on remarque que les raisins dans le récipient contenant du sel, ont diminué de volume. L'eau du raisin est passée dans l'eau salée du verre. Par contre, dans le récipient ne contenant que de l'eau douce, les raisins ont gonflé.

Un exemple naturel pourrait être celui des poissons. Les poissons « boivent », en utilisant l'osmose entre leur corps et le milieu dans lequel ils nagent. Mais en fonction de l'eau dans laquelle ils vivent (douce ou salée), la pression osmotique n'est pas la même.

Dans l'eau de mer, il y a plus de sel dans l'eau que dans le corps du poisson. Celui-ci a donc tendance à perdre son eau. Il a donc une peau imperméable à l'eau. Il ne boit que par ses branchies et les muqueuses de sa bouche capables de filtrer le sel. Ainsi, ils compensent la perte en rétablissant l'équilibre.

Dans l'eau douce, c'est l'inverse. L'eau à tendance à gonfler le poisson. Cette eau est absorbée par l'organisme à l'aide de ses branchies et de sa peau, jouant alors le rôle de membrane semi-perméable et il élimine l'eau avec ses reins. Il compense ainsi l'apport de l'eau de son milieu.