Η όσμωση είναι μια απλή φυσική διαδικασία που συμβαίνει γύρω μας και μέσα μας και είναι αυτή από την οποία εξαρτώνται οι ζωές μας. Η διαδικασία είναι η εξής: Σε ένα διάλυμα, μόρια ενός διαλύτη, όπως το νερό, μεταναστεύουν σε ένα φράγμα από την πλευρά που περιέχει χαμηλότερη συγκέντρωση συγκεκριμένη διαλυμένη ουσία (ένα δευτερεύον συστατικό του διαλύματος) σε εκείνη που περιέχει υψηλότερη συγκέντρωση αυτού, υπό την προϋπόθεση ότι το φράγμα επιτρέπει μόνο τα μόρια του διαλύτη να περάσω. Η όσμωση δεν απαιτεί εξωτερική δύναμη και ο λόγος για τον οποίο συνέχισε παρέμεινε ένα μυστήριο μέχρι τα μέσα του 20ού αιώνα. Σύμφωνα με την αποδεκτή εξήγηση, η όσμωση συμβαίνει επειδή τα μόρια του διαλύτη επιδιώκουν να κατανεμηθούν εξίσου και στις δύο πλευρές του φράγματος.
Τα φυτά δεν πίνουν νερό - το απορροφούν από την Όσμωση
Κάθε φυτό έχει ρίζες και η επιφάνεια κάθε ρίζας είναι ουσιαστικά ένα ημιδιαπερατό φράγμα που επιτρέπει στα μόρια του νερού να περάσουν. Οι περισσότερες ρίζες των φυτών έχουν τρίχες για να αυξήσουν το εμβαδόν αυτής της μεμβράνης και να μεγιστοποιήσουν την πρόσληψη νερού. Οι ρίζες απορροφούν επίσης θρεπτικά συστατικά στο έδαφος που είναι αρκετά μικρά για να περάσουν από το φράγμα μαζί με το νερό.
Η Όσμωση δημιουργεί πίεση
Εάν γεμίσετε ένα ποτήρι με νερό, διαχωρίστε το ποτήρι με ένα κατάλληλο ημιδιαπερατό φράγμα και διαλύστε το αλάτι σε ένα από τα διαμερίσματα, η στάθμη του νερού στο διαμέρισμα με το άλας αυξάνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή η οσμωτική πίεση είναι μεγαλύτερη από την πίεση που ασκείται στην επιφάνεια του νερού από την ατμόσφαιρα. Εάν σφραγίσετε το δοχείο για να αποτρέψετε την άνοδο της στάθμης του νερού, η οσμωτική πίεση προκαλεί τη διόγκωση της μεμβράνης προς την κατεύθυνση της πλευράς που περιέχει καθαρό νερό.
Δεν χρειάζεται να δημιουργήσετε ένα περίπλοκο πείραμα για να δείτε την οσμωτική πίεση σε δράση. Απλώς ρίξτε ένα καρότο σε ένα ποτήρι καθαρό νερό και περιμένετε. Όταν ελέγχετε το καρότο σε μία ή δύο ημέρες, θα παρατηρήσετε ότι έχει πρηστεί. Βλέπετε το ίδιο πρήξιμο όταν μουλιάζετε φασόλια, ξηρούς καρπούς ή ρύζι σε νερό.
Τα κύτταρα του σώματός μας απορροφούν νερό από την όσμωση
Τα ανθρώπινα όντα πίνουν νερό, αλλά και τα κύτταρα τους το απορροφούν με όσμωση με τον ίδιο τρόπο που κάνουν οι ρίζες των φυτών. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση των αποβλήτων σε ένα κύτταρο, η οσμωτική πίεση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυττάρου Τοίχος - που είναι ημιδιαπερατή μεμβράνη - αυξάνεται και το κύτταρο απορροφά νερό από το αίμα, το οποίο είναι πιο αραιό λύση.
Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί δεν μπορείτε να πιείτε θαλασσινό νερό; Είναι επειδή η προσθήκη αλατιού στο αίμα σας αυξάνει τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και μειώνει την οσμωτική πίεση στα κυτταρικά τοιχώματα. Τα κύτταρα δεν μπορούν να απορροφήσουν το νερό και να αφυδατωθούν. Εάν ήπιες μόνο θαλασσινό νερό, θα πέθαινε πραγματικά από δίψα!
Η όσμωση είναι σημαντική στα νεφρά μας
Δεν είναι μόνο τα κύτταρα του σώματός μας που βασίζονται στην όσμωση. Ορισμένα όργανα, συμπεριλαμβανομένων των νεφρών, βασίζονται επίσης σε αυτό. Η δουλειά των νεφρών είναι να φιλτράρει τα απόβλητα από το αίμα και να τα εξαλείφει ως ούρα. Κάθε νεφρό σε σχήμα φασολιού περιέχει περισσότερα από ένα εκατομμύριο μικροφίλτρα που ονομάζονται νεφρών, τα οποία επιτρέπουν μικρά σωματίδια, όπως νερό, γλυκόζη, ουρία και ιόντα, πρέπει να περάσουν, εξαιρουμένων των μορίων του αίματος τους εαυτούς τους. Αφού πραγματοποιηθεί αυτή η διήθηση, τα νεφρά πρέπει να απορροφήσουν ξανά αρκετό νερό για να διατηρήσουν μια υγιή ισορροπία στο πλάσμα του αίματος. Το κάνουν αυτό με όσμωση. Το ανθρώπινο πεπτικό σύστημα βασίζεται επίσης στην όσμωση.
Τι είναι η αντίστροφη όσμωση;
Το καθαρό νερό ρέει από μόνο του μέσω ενός πορώδους φράγματος εάν το νερό στην άλλη πλευρά περιέχει ακαθαρσίες, αλλά τι γίνεται με το αντίθετο; Αποδεικνύεται ότι είναι δυνατόν να εξαναγκαστεί το μολυσμένο νερό μέσω του ίδιου φράγματος παρέχοντας αρκετή πίεση για να ξεπεραστεί η οσμωτική πίεση. Αυτή η ιδέα, που ονομάζεται αντίστροφη όσμωση, βρίσκεται πίσω από μερικά από τα πιο δημοφιλή συστήματα φιλτραρίσματος οικιακού νερού.
Η αντίστροφη όσμωση έχει μειονεκτήματα όταν χρησιμοποιείται για συστήματα διήθησης νερού. Είναι αργό και δεν φιλτράρει επικίνδυνους ρύπους τόσο μικρούς όσο τα μόρια του νερού, όπως το χλώριο, οπότε πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ένα φίλτρο άνθρακα. Επιπλέον, φιλτράρει ορισμένα ωφέλιμα μέταλλα, οπότε αν έχετε ένα φίλτρο αντίστροφης όσμωσης στο σπίτι, είναι καλή ιδέα να τρώτε φρούτα, λαχανικά, χόρτα και άλλα τρόφιμα με υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα.