Osmose fakta for børn

Osmose er en simpel naturlig proces, der forekommer rundt omkring i og inden i os, og den er vores liv afhængig af. Processen er denne: I en opløsning migrerer molekyler af et opløsningsmiddel, såsom vand, over en barriere fra siden, der indeholder en lavere koncentration af en bestemt opløst stof (en mindre bestanddel af opløsningen) til en, der indeholder en højere koncentration af den, forudsat at barrieren kun tillader opløsningsmiddelmolekylerne at passere. Osmose kræver ingen ekstern kraft, og grunden til, at den opstår, forblev et mysterium indtil midten af ​​det 20. århundrede. Ifølge den accepterede forklaring opstår osmose, fordi opløsningsmiddelmolekylerne søger at fordele sig ens på begge sider af barrieren.

Hver plante har rødder, og overfladen af ​​hver rod er i det væsentlige en semipermeabel barriere, der tillader vandmolekyler at passere igennem. De fleste planterødder har hår for at øge overfladen af ​​denne membran og maksimere vandindtag. Rødderne absorberer også næringsstoffer i jorden, der er små nok til at passere gennem barrieren sammen med vandet.

Hvis du fylder et bægerglas med vand, skal du adskille bægeret med en passende semipermeabel barriere og opløse salt i et af rumene, vandstanden i rummet med saltet stiger. Dette sker, fordi det osmotiske tryk er større end det tryk, som atmosfæren udøver på vandoverfladen. Hvis du forsegler beholderen for at forhindre vandniveauet i at stige, får osmotisk tryk membranen til at svulme op i den side, der indeholder rent vand.

Du behøver ikke oprette et detaljeret eksperiment for at se osmotisk tryk i aktion. Bare slip en gulerod i et glas rent vand og vent. Når du kontrollerer guleroden om en dag eller to, vil du bemærke, at den er svulmet op. Du ser den samme hævelse, når du suger bønner, nødder eller ris i vand.

Mennesker drikker vand, men også deres celler absorberer det ved osmose på samme måde som planterødderne gør. Når koncentrationen af ​​affaldsprodukter i en celle stiger, det osmotiske tryk mellem indersiden og ydersiden af ​​cellen væggen - som er en semipermeabel membran - øges, og cellen absorberer vand fra blodet, hvilket er en mere fortyndet opløsning.

Har du nogensinde spekuleret på, hvorfor du ikke kan drikke havvand? Det skyldes, at tilsætning af salt til dit blod øger koncentrationen af ​​opløst stof og sænker det osmotiske tryk ved cellevæggene. Cellerne kan ikke absorbere vandet og blive dehydreret. Hvis du kun drak havvand, ville du faktisk dø af tørst!

Det er ikke kun cellerne i vores kroppe, der er afhængige af osmose. Nogle organer, herunder nyrerne, er også afhængige af det. Nyrenes opgave er at filtrere affaldsprodukter fra blodet og fjerne dem som urin. Hver bønneformet nyre indeholder mere end en million mikrofilter kaldet nefroner, som tillader små partikler, såsom vand, glukose, urinstof og ioner, der passerer igennem mens de udelukker blodmolekylerne dem selv. Efter denne filtrering finder sted, skal nyrerne absorbere nok vand til at opretholde en sund balance i blodplasmaet. De gør dette ved osmose. Det menneskelige fordøjelsessystem er også afhængigt af osmose.

Rent vand strømmer af sig selv gennem en porøs barriere, hvis vandet på den anden side indeholder urenheder, men hvad med at gå den anden vej? Det viser sig, at det er muligt at tvinge forurenet vand gennem den samme barriere ved at levere tilstrækkeligt tryk til at overvinde osmotisk tryk. Denne idé, der kaldes omvendt osmose, ligger bag nogle af de mest populære vandfiltreringssystemer i hjemmet.

Omvendt osmose har ulemper, når de anvendes til vandfiltreringssystemer. Det er langsomt, og det filtrerer ikke ud farlige forurenende stoffer, der er så små som vandmolekyler, såsom klor, så det skal bruges sammen med et kulfilter. Desuden filtrerer det nogle gavnlige mineraler ud, så hvis du har et omvendt osmosefilter derhjemme, er det en god ide at spise frugt, grøntsager, grøntsager og andre fødevarer med højt indhold af mineraler.