परासरण (Osmosis), परासरण दाब (Osmotic Pressure), और डोनन प्रभाव (Donnan Effect)
कोशिकाओं में पदार्थों का आवागमन (Transport) जीवन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इस लेख में हम परासरण (Osmosis), परासरण दाब (Osmotic Pressure), परासरणिक रूप से प्रभावी और अप्रभावी पदार्थ (Osmotically Effective and Ineffective Substances), और डोनन प्रभाव (Donnan Effect) के बारे में विस्तार से चर्चा करेंगे। इन अवधारणाओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए वास्तविक जीवन के उदाहरण भी दिए जाएंगे।
परासरण (Osmosis)
परासरण (Osmosis) एक भौतिक प्रक्रिया है जिसमें पानी के अणु एक अर्धपारगम्य झिल्ली (Semipermeable Membrane) के पार निम्न सांद्रता वाले घोल (Low Solute Concentration) से उच्च सांद्रता वाले घोल (High Solute Concentration) की ओर बढ़ते हैं। यह प्रक्रिया पानी के अणुओं की यादृच्छिक गति (Random Movement) के कारण होती है और यह कोशिकाओं में जल संतुलन (Water Balance) बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
परासरण दाब (Osmotic Pressure)
परासरण दाब (Osmotic Pressure) वह दाब है जो परासरण प्रक्रिया को रोकने के लिए आवश्यक होता है। यह दाब घोल में उपस्थित विलेय (Solute) के कणों की संख्या पर निर्भर करता है। परासरण दाब को निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:
परासरण दाब(π) = i⋅C⋅R⋅T
जहाँ:
- i = वान्ट हॉफ गुणांक (Van’t Hoff Factor)
- C = विलेय की सांद्रता (Concentration)
- R = गैस स्थिरांक (Gas Constant)
- T = तापमान (Temperature)
वास्तविक जीवन उदाहरण:
- जब आप नमकीन पानी पीते हैं, तो आपके शरीर की कोशिकाओं से पानी बाहर निकल जाता है क्योंकि नमकीन पानी में विलेय की सांद्रता अधिक होती है। इससे कोशिकाएं सिकुड़ जाती हैं, जिसे क्रेनेशन (Crenation) कहा जाता है।
परासरणिक रूप से प्रभावी और अप्रभावी पदार्थ (Osmotically Effective and Ineffective Substances)
- परासरणिक रूप से प्रभावी पदार्थ (Osmotically Effective Substances):
- ये पदार्थ परासरण दाब उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं क्योंकि वे झिल्ली के पार नहीं जा सकते।
- उदाहरण: प्लाज्मा प्रोटीन (Plasma Proteins), ग्लूकोज (Glucose)।
- परासरणिक रूप से अप्रभावी पदार्थ (Osmotically Ineffective Substances):
- ये पदार्थ परासरण दाब उत्पन्न नहीं करते क्योंकि वे झिल्ली के पार स्वतंत्र रूप से जा सकते हैं।
- उदाहरण: यूरिया (Urea), अमोनिया (Ammonia)।
वास्तविक जीवन उदाहरण:
- रक्त में प्लाज्मा प्रोटीन परासरणिक रूप से प्रभावी होते हैं और रक्त वाहिकाओं में पानी को बनाए रखने में मदद करते हैं। यदि ये प्रोटीन कम हो जाएं, तो पानी रक्त वाहिकाओं से बाहर निकल जाता है, जिससे एडिमा (Edema) हो सकता है।
डोनन प्रभाव (Donnan Effect)
डोनन प्रभाव (Donnan Effect) एक ऐसी घटना है जो तब होती है जब एक झिल्ली के एक तरफ गैर-विसरित आयन (Non-Diffusible Ions) मौजूद होते हैं। ये आयन झिल्ली के पार नहीं जा सकते, जिसके कारण अन्य आयनों का वितरण असममित (Asymmetrical) हो जाता है। इस प्रभाव के कारण, झिल्ली के दोनों तरफ आयनों की सांद्रता में अंतर होता है, जिससे एक विद्युत रासायनिक प्रवणता (Electrochemical Gradient) उत्पन्न होती है।
डोनन प्रभाव के परिणाम (Consequences of Donnan Effect)
- आयनों का असममित वितरण (Asymmetrical Distribution of Ions):
- गैर-विसरित आयनों की उपस्थिति के कारण, झिल्ली के दोनों तरफ आयनों की सांद्रता अलग-अलग हो जाती है।
- उदाहरण: कोशिका के अंदर प्रोटीन (जो ऋणात्मक आवेशित होते हैं) गैर-विसरित आयनों के रूप में कार्य करते हैं, जिसके कारण कोशिका के अंदर पोटैशियम (K⁺) की सांद्रता बाहर की तुलना में अधिक होती है।
- विद्युत रासायनिक प्रवणता (Electrochemical Gradient):
- डोनन प्रभाव के कारण, झिल्ली के दोनों तरफ आयनों की सांद्रता और विद्युत आवेश में अंतर होता है, जिससे एक विद्युत रासायनिक प्रवणता उत्पन्न होती है।
- यह प्रवणता कोशिकाओं में विद्युत संकेतों (Electrical Signals) के संचरण के लिए महत्वपूर्ण होती है।
वास्तविक जीवन उदाहरण:
- तंत्रिका कोशिकाओं (Nerve Cells) में डोनन प्रभाव के कारण पोटैशियम (K⁺) और सोडियम (Na⁺) आयनों का असममित वितरण होता है, जो तंत्रिका आवेगों (Nerve Impulses) के संचरण के लिए आवश्यक है।
Also Read: सरल विसरण और सुविधाजनक विसरण सरल विसरण (Simple Diffusion and Facilitated Diffusion)
तालिका: परासरण और डोनन प्रभाव की तुलना (Comparison of Osmosis and Donnan Effect)
| पैरामीटर | परासरण (Osmosis) | डोनन प्रभाव (Donnan Effect) |
|---|---|---|
| परिभाषा | पानी के अणुओं का अर्धपारगम्य झिल्ली के पार निम्न से उच्च सांद्रता की ओर बढ़ना। | गैर-विसरित आयनों की उपस्थिति के कारण आयनों का असममित वितरण। |
| ऊर्जा की आवश्यकता | ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती (निष्क्रिय परिवहन)। | ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती (निष्क्रिय परिवहन)। |
| सांद्रता प्रवणता | पानी के अणु उच्च सांद्रता वाले घोल की ओर बढ़ते हैं। | आयनों का वितरण असममित हो जाता है, जिससे विद्युत रासायनिक प्रवणता उत्पन्न होती है। |
| उदाहरण | नमकीन पानी पीने से कोशिकाओं से पानी का नुकसान होता है। | तंत्रिका कोशिकाओं में पोटैशियम और सोडियम आयनों का असममित वितरण। |
| महत्व | कोशिकाओं में जल संतुलन बनाए रखने में मदद करता है। | तंत्रिका आवेगों के संचरण और कोशिकाओं में आयनों के संतुलन के लिए महत्वपूर्ण है। |
निष्कर्ष (Conclusion)
परासरण (Osmosis) और डोनन प्रभाव (Donnan Effect) दोनों ही कोशिकाओं में पदार्थों के आवागमन और संतुलन के लिए महत्वपूर्ण हैं। परासरण पानी के अणुओं के आवागमन को नियंत्रित करता है, जबकि डोनन प्रभाव आयनों के वितरण को प्रभावित करता है। इन प्रक्रियाओं को समझने से हम कोशिकाओं के कार्य और शरीर के संतुलन को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।
वास्तविक जीवन उदाहरण:
- परासरण: नमकीन पानी पीने से कोशिकाओं से पानी का नुकसान होता है, जिससे कोशिकाएं सिकुड़ जाती हैं।
- डोनन प्रभाव: तंत्रिका कोशिकाओं में आयनों का असममित वितरण तंत्रिका आवेगों के संचरण के लिए आवश्यक है।
इस प्रकार, ये प्रक्रियाएं हमारे शरीर की कोशिकाओं के लिए आवश्यक पदार्थों के आवागमन को संभव बनाती हैं और हमारे शरीर के संतुलन को बनाए रखती हैं।