Áp suất thẩm thấu là gì? Vai trò, tính ứng dụng trong đời sống

Áp suất thẩm thấu là thông tin được khá nhiều học sinh, sinh viên quan tâm và tìm hiểu trong quá trình học. Nếu bạn cũng quan tâm đến vấn đề này thì theo dõi bài viết dưới đây nhé. Chúng tôi đã tổng hợp tất tần tật các thông tin liên quan đến áp suất thẩm thấu để bạn có cái nhìn toàn diện nhất.

1. Đôi nét về áp suất thẩm thấu

Áp suất thẩm thấu là khái niệm quan trọng được nhắc tới trong lĩnh vực sinh học, vật lý và hoá học. Áp suất thẩm thấu chính là mức áp suất tối thiểu có thể đáp ứng cho dung dịch nhằm ngăn chặn dòng chảy của các phân tử dung môi tinh khiết qua màng bán thấm. Áp suất thẩm thấu còn là thước đo dùng cho dung dịch lấy trong dung môi nguyên chất bằng thẩm thấu.

Mức áp suất này được hình thành bởi sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa hai dung dịch được ngăn cách bởi màng bán thấm. Khi đó các phân tử dung môi sẽ di chuyển từ vùng có nồng độ chất tan thấp đến vùng có nồng độ chất tan cao tới khi những phân tử ở trạng thái cân bằng.

Hiện nay áp suất thẩm thấu được sử dụng nhiều trong công nghiệp như lọc nước, chế biến thực phẩm hoặc lĩnh vực sinh học như chức năng của thận, điều hòa huyết áp, hấp thụ nước của thực vật,…

Áp suất thẩm thấu là mức áp suất tối thiểu giúp dung dịch ngăn chặn dòng chảy của các phân tử dung môi tinh khiết qua màng bán thấm

2. Công thức tính chính xác áp suất thẩm thấu

Xét theo vật lý học thì việc tính áp suất thẩm thấu cần được thực hiện dựa theo công thức chuẩn là P = RTC. Trong đó:

• P là áp suất thẩm thấu, đơn vị là atm.
• R là hằng số (R = 0,082).
• T là nhiệt độ tuyệt đối (T = 273 + [Math Processing Error]).
• C là nồng độ dung dịch, đơn vị là gam/lit.

3. Phân loại các dạng áp suất thẩm thấu

Đánh giá thành phần chất tan và dung môi thì áp suất thẩm thấu về cơ bản được chia thành 3 loại chính. Bao gồm áp suất đẳng trương, áp suất thẩm thấu thấp và áp suất thẩm thấu cao:

3.1. Áp suất đẳng trương

Trong áp suất đẳng trương, hai dung dịch sẽ ngăn cách bởi 1 màng bán thấm và có cùng nồng độ chất tan. Vì theế áp suất thẩm thấu mới bằng nhau.

Áp suất đẳng trương

3.2. Áp suất thẩm thấu nhược trương

Còn áp suất thẩm thấu thấp thì dung dịch bên trong màng bán thấm có nồng độ tan thấp hơn so với dung dịch bên ngoài. Chính vì thế mới dẫn đến hiện tượng dung môi chảy ra ngoài.

Áp suất thẩm thấu nhược trương

3.3. Áp suất thẩm thấu đẳng trương

Trong áp suất thẩm thấu cao, dung dịch bên trong màng bán thấm có nồng độ chất tan cao hơn so với dung dịch bên ngoài xung quanh. Vì vậy mới gây ra hiện tượng tràn dung môi.

Áp suất thẩm thấu đẳng trương

4. Ứng dụng áp suất thẩm thấu trong lĩnh vực y học

Hiện nay áp suất thẩm thấu đang được ứng dụng rộng rãi trong y học. Không khó để thấy tính hữu hiệu của chúng trong:

4.1. Chạy thận

Đây là kỹ thuật y tế sẽ sử dụng áp suất thẩm thấu để đánh giá hiệu suất của việc lọc chất thải ra khỏi máu của bệnh nhân dùng thận nhân tạo. Máu của bệnh nhân sẽ đưa vào máy thẩm tách, trong đó có chứa dung dịch thẩm tách có áp suất thẩm thấu cao hơn so với máu của bệnh nhân. Nhờ đó các phân tử nước và chất thải sẽ di chuyển từ máu bệnh nhân sang dung dịch lọc máu bằng thẩm thấu. Máu đã lọc sạch lúc này sẽ đưa trở lại cơ thể bệnh nhân

4.2. Lọc máu

Hiện nay áp suất thẩm thấu cũng được sử dụng trong việc thiết lập máy lọc plasma hoặc máy lọc máu. Vai trò chính của áp suất thẩm thấu đó là kiểm soát dung dịch lọc máu và tốc độ siêu lọc nhằm đảm bảo máu của bệnh nhân được lọc đúng cách, không bị quá tải chất lỏng.

Y học ứng dụng áp suất thẩm thấu để lọc máu

4.3. Điều trị phù não

Phù não là tình trạng trong não có quá nhiều chất lỏng, nguyên nhân chính gây ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Có thể là do đột quỵ, chấn thương, nhiễm trùng, có khối u não… Những yếu tố này sẽ tăng áp lực trong não, gây tổn thương cho các tế bào não. Lúc này áp suất thẩm thấu sẽ điều trị phù não thông qua cách tiêm dung dịch ưu trương vào tĩnh mạch. Dung dịch ưu trương là loại dung dịch có nồng độ chất tan cao, vai trò chính đó là hút nước ra khỏi tế bào não bằng cơ chế thẩm thấu để làm giảm áp lực trong não.

4.4. Điều trị bệnh tăng nhãn áp

Bệnh tăng nhãn áp có thể làm tổn thương dây thần kinh thị giác, biến chứng dẫn tới mù lòa. Y học sử dụng áp suất thẩm thấu để điều trị bệnh tăng nhãn áp bằng cách bôi tại chỗ hoặc tiêm tĩnh mạch bằng các dung dịch ưu trương. Dung dịch sẽ hút nước ra khỏi mắt, giảm áp lực bên trong mắt và ngăn ngừa tổn thương cho dây thần kinh thị giác.

Mong rằng sau khi đọc bài viết này bạn đã nắm được các thông tin cơ bản về áp suất thẩm thấu. Đồng thời hiểu rõ tính ứng dụng thực tiễn của chúng trong lĩnh vực y học hiện đại.