Bir öğrenci, yarı geçirgen bir zarla ayrılmış iki bölmeden oluşan bir düzenek hazırlar. Sol bölmeye saf su, sağ bölmeye ise %10'luk nişasta çözeltisi koyar. Bir süre sonra sağ bölmedeki sıvı seviyesinin yükseldiği gözlemlenir. Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
A) Nişasta molekülleri zardan sol bölmeye geçmiştir.
B) Su molekülleri sağ bölmeye doğru osmozla geçmiştir.
C) Su molekülleri sol bölmeye doğru osmozla geçmiştir.
D) Zar her iki yönde de eşit miktarda su geçişine izin vermiştir.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için öncelikle bazı temel biyoloji kavramlarını hatırlayalım ve ardından durumu adım adım inceleyelim.
- Yarı Geçirgen Zar Nedir? Yarı geçirgen zar, bazı moleküllerin (genellikle küçük moleküller, örneğin su) geçişine izin verirken, daha büyük moleküllerin (örneğin nişasta) geçişini engelleyen özel bir zardır.
- Çözelti Konsantrasyonu: Bir çözeltideki çözünen madde (nişasta gibi) miktarı ne kadar fazlaysa, o çözeltinin konsantrasyonu o kadar yüksektir. Saf suyun konsantrasyonu ise çözünen madde içermediği için en düşüktür (veya su molekülü konsantrasyonu en yüksektir).
- Osmoz Nedir? Osmoz, su moleküllerinin yarı geçirgen bir zar aracılığıyla, su konsantrasyonunun yüksek olduğu yerden (yani çözünen madde konsantrasyonunun düşük olduğu yerden) su konsantrasyonunun düşük olduğu yere (yani çözünen madde konsantrasyonunun yüksek olduğu yere) net geçişidir. Bu geçiş, iki taraf arasındaki konsantrasyon farkını dengelemeye çalışır.
Şimdi sorudaki düzeneği inceleyelim:
- Sol Bölme: Saf su var. Bu, çözünen madde içermediği için su molekülü konsantrasyonunun en yüksek olduğu yerdir.
- Sağ Bölme: %10'luk nişasta çözeltisi var. Bu, nişasta molekülleri içerdiği için su molekülü konsantrasyonunun saf suya göre daha düşük olduğu yerdir.
- Yarı Geçirgen Zar: Sol ve sağ bölmeyi ayıran bu zar, su moleküllerinin geçişine izin verirken, nişasta moleküllerinin geçişini engeller.
Bu bilgiler ışığında, osmoz prensibini uygulayalım:
- Sol bölmede su konsantrasyonu yüksek, sağ bölmede ise nişasta nedeniyle su konsantrasyonu düşüktür.
- Osmoz kuralına göre, su molekülleri yüksek su konsantrasyonundan (sol bölme) düşük su konsantrasyonuna (sağ bölme) doğru net bir geçiş yapacaktır.
- Yani, su molekülleri yarı geçirgen zardan geçerek sol bölmeden sağ bölmeye doğru hareket edecektir.
- Sağ bölmeye su girişi olduğu için, bu bölmedeki sıvı seviyesi yükselecektir. Bu da gözlemimizle tamamen uyumludur.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Nişasta molekülleri zardan sol bölmeye geçmiştir. Bu yanlıştır. Nişasta molekülleri yarı geçirgen zardan geçemeyecek kadar büyüktür.
- B) Su molekülleri sağ bölmeye doğru osmozla geçmiştir. Bu doğrudur. Su, konsantrasyon farkından dolayı sol bölmeden sağ bölmeye doğru hareket etmiştir.
- C) Su molekülleri sol bölmeye doğru osmozla geçmiştir. Bu yanlıştır. Eğer böyle olsaydı, sol bölmedeki sıvı seviyesi yükselir, sağ bölmedeki düşerdi.
- D) Zar her iki yönde de eşit miktarda su geçişine izin vermiştir. Bu yanlıştır. Su molekülleri her iki yönde de hareket etse de, konsantrasyon farkı nedeniyle net bir geçiş (yani bir yöne doğru daha fazla hareket) vardır. Eğer eşit miktarda geçiş olsaydı, sıvı seviyesinde bir değişiklik olmazdı.
Gördüğümüz gibi, gözlemlenen durumun tek mantıklı açıklaması, su moleküllerinin osmoz yoluyla sol bölmeden sağ bölmeye geçmesidir.
Cevap B seçeneğidir.
