التناضح هو عملية طبيعية بسيطة تحدث في كل مكان وداخلنا ، وهي عملية تعتمد عليها حياتنا. العملية هي كالتالي: في المحلول ، تنتقل جزيئات المذيب ، مثل الماء ، عبر حاجز من الجانب الذي يحتوي على تركيز أقل من مذاب خاص (مكون ثانوي من المحلول) إلى واحد يحتوي على تركيز أعلى منه ، بشرط أن يسمح الحاجز فقط لجزيئات المذيب ليمر. لا يتطلب التناضح أي قوة خارجية ، وظل سبب حدوثه لغزا حتى منتصف القرن العشرين. وفقًا للتفسير المقبول ، يحدث التناضح لأن جزيئات المذيب تسعى إلى توزيع نفسها بالتساوي على جانبي الحاجز.
النباتات لا تشرب الماء - إنها تمتصه بالتناضح
كل نبات له جذور ، وسطح كل جذر هو في الأساس حاجز شبه نافذ يسمح لجزيئات الماء بالمرور. تحتوي معظم جذور النباتات على شعر لزيادة مساحة سطح هذا الغشاء وزيادة كمية الماء التي يتم امتصاصها. تمتص الجذور أيضًا أي مغذيات في التربة تكون صغيرة بما يكفي لتمريرها عبر الحاجز مع الماء.
التناضح يخلق الضغط
إذا ملأت الدورق بالماء ، افصل الدورق بحاجز شبه نافذ مناسب وقم بإذابة الملح في إحدى الحجرات ، سيرتفع مستوى الماء في الحجرة بالملح. يحدث هذا لأن الضغط الاسموزي أكبر من الضغط الذي يمارسه الغلاف الجوي على سطح الماء. إذا قمت بإغلاق الحاوية لمنع ارتفاع منسوب المياه ، فإن الضغط الاسموزي يتسبب في انتفاخ الغشاء في اتجاه الجانب الذي يحتوي على ماء نقي.
لا يتعين عليك إنشاء تجربة معقدة لرؤية الضغط الاسموزي أثناء العمل. فقط أسقط جزرة في كوب من الماء النقي وانتظر. عندما تتحقق من الجزرة في غضون يوم أو يومين ، ستلاحظ أنها انتفخت. ترى نفس التورم عند نقع الفول أو المكسرات أو الأرز في الماء.
خلايا أجسامنا تمتص الماء بالتناضح
يشرب البشر الماء ، ولكن تمتصه خلاياهم أيضًا بالتناضح كما تفعل جذور النباتات. مع زيادة تركيز النفايات في الخلية ، يرتفع الضغط الأسموزي بين داخل الخلية وخارجها يزداد الجدار - وهو غشاء نصف نافذ - وتمتص الخلية الماء من الدم ، وهو أكثر تمييعًا المحلول.
هل تساءلت يومًا لماذا لا يمكنك شرب ماء البحر؟ ذلك لأن إضافة الملح إلى دمك يزيد من تركيز الذائبة ويقلل الضغط الاسموزي على جدران الخلايا. لا تستطيع الخلايا امتصاص الماء وتصبح مجففة. إذا شربت ماء البحر فقط ، فستموت من العطش!
التناضح مهم في الكلى لدينا
ليست خلايا أجسامنا فقط هي التي تعتمد على التناضح. تعتمد عليه أيضًا بعض الأعضاء ، بما في ذلك الكلى. وظيفة الكلى هي تصفية الفضلات من الدم والتخلص منها كبول. تحتوي كل كلية على شكل حبة الفول على أكثر من مليون مرشح دقيق يسمى النيفرون ، والذي يسمح بالحجم الصغير الجسيمات ، مثل الماء والجلوكوز واليوريا والأيونات ، لتمريرها مع استبعاد جزيئات الدم أنفسهم. بعد إجراء هذا الترشيح ، يجب على الكلى إعادة امتصاص كمية كافية من الماء للحفاظ على توازن صحي في بلازما الدم. يفعلون ذلك عن طريق التناضح. يعتمد الجهاز الهضمي البشري أيضًا على التناضح.
ما هو التناضح العكسي؟
يتدفق الماء النقي من تلقاء نفسه عبر حاجز مسامي إذا كان الماء على الجانب الآخر يحتوي على شوائب ، ولكن ماذا عن الذهاب في الاتجاه الآخر؟ اتضح أنه من الممكن إجبار المياه الملوثة عبر نفس الحاجز عن طريق توفير ضغط كافٍ للتغلب على الضغط الاسموزي. هذه الفكرة ، التي تسمى التناضح العكسي ، هي وراء بعض أكثر أنظمة تنقية المياه المنزلية شيوعًا.
التناضح العكسي له عيوب عند استخدامه لأنظمة تنقية المياه. إنه بطيء ، ولا يقوم بتصفية الملوثات الخطرة الصغيرة مثل جزيئات الماء ، مثل الكلور ، لذا يجب استخدامه مع مرشح الكربون. علاوة على ذلك ، يقوم بتصفية بعض المعادن المفيدة ، لذلك إذا كان لديك مرشح تناضح عكسي في المنزل ، فمن الجيد تناول الفاكهة والخضروات والخضروات والأطعمة الأخرى الغنية بالمعادن.