Az ozmózis két félig áteresztő gáttal elválasztott tartály között megy végbe. Ha a gátnak pórusai elég nagyok ahhoz, hogy a vízmolekulák átengedhessék őket, de elég kicsi ahhoz, hogy blokkolja a oldott anyag, a víz az oldott anyag kisebb koncentrációjú oldaláról a nagyobbik oldalára áramlik koncentráció. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg az oldott anyag koncentrációja mindkét oldalon egyenlő, vagy a nyomásálló a nagyobb koncentrációjú oldalon a térfogatváltozás meghaladja a vizet a sorompón átvezető erőt. Ez a nyomás ozmotikus vagy hidrosztatikus nyomás, és közvetlenül változik az oldott anyag koncentrációjának különbségével a két oldal között.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az ozmotikus nyomású víz áthatolhatatlan gáton keresztül növekszik az oldott anyag koncentrációjának különbségével a gát mindkét oldalán. Egynél több oldott anyagot tartalmazó oldatban összegezze az összes oldott anyag koncentrációját a teljes oldott anyag koncentrációjának meghatározásához. Az ozmotikus nyomás csak az oldott részecskék számától függ, összetételüktől nem.
Oszmotikus (hidrosztatikus) nyomás
Az ozmózist vezérlő tényleges mikroszkópos folyamat kissé titokzatos, de a tudósok így írják le: Vízmolekulák az állandó mozgás állapota, és szabadon vándorolnak egy korlátlan tartályban, hogy kiegyenlítsék őket koncentráció. Ha betesz egy akadályt a tartályba, amelyen keresztül áthaladhatnak, akkor ezt megteszik. Ha azonban a gát egyik oldala olyan oldatot tartalmaz, amelynek részecskéi túl nagyok ahhoz, hogy áthaladjanak a gáton, a másik oldalról áthaladó vízmolekuláknak meg kell osztaniuk velük a helyet. Az oldott anyag oldala térfogata addig nő, amíg a vízmolekulák száma mindkét oldalon meg nem egyezik.
Az oldott anyag koncentrációjának növelése csökkenti a vízmolekulák számára rendelkezésre álló helyet, ami csökkenti azok számát. Ez viszont növeli a víz hajlamát arra, hogy a másik oldalról az adott oldalra áramoljon. Kicsit antropomorfizálni, minél nagyobb a különbség a vízmolekulák koncentrációjában, annál inkább "akarnak" a gáton át az oldott anyagot tartalmazó oldalra mozogni.
A tudósok ezt a vágyat ozmotikus nyomásnak vagy hidrosztatikus nyomásnak hívják, és ez egy mérhető mennyiség. Tegyen egy fedelet egy merev tartályra, hogy megakadályozza a térfogat változását, és mérje meg a tartáshoz szükséges nyomást a víz nem emelkedik, miközben az oldat koncentrációját a legtöbb oldott anyaggal rendelkező oldalon méri. Ha a koncentrációban további változás nem következik be, akkor a fedélre gyakorolt nyomás az ozmotikus nyomás, feltéve, hogy a koncentrációk mindkét oldalon nem egyenlítettek ki.
Az ozmotikus nyomás és az oldott anyag koncentrációjának kapcsolata
A legtöbb valós helyzetben, például a gyökérzetből, amely nedvességet von le a talajból, vagy a sejtekben folyadékot cserélnek környezetben egy bizonyos koncentrációjú oldott anyag létezik egy félig áteresztő gát mindkét oldalán, például gyökér vagy sejtfal. Az ozmózis mindaddig jelentkezik, amíg a koncentrációk eltérnek, és az ozmotikus nyomás egyenesen arányos a koncentráció-különbséggel. Matematikai szempontból:
P = RT (∆C)
ahol T a hőmérséklet Kelvinsben, ∆C a koncentrációk különbsége és R az ideális gázállandó.
Az ozmotikus nyomás nem függ az oldott molekula méretétől vagy összetételétől. Csak attól függ, hány van belőlük. Tehát, ha egy oldatban egynél több oldott anyag van jelen, az ozmotikus nyomás:
P = RT (C1 + C2 +... Cn)
ahol C1 az oldott anyag koncentrációja stb.
Teszteld magad
Könnyű gyorsan képet kapni a koncentráció ozmotikus nyomásra gyakorolt hatásáról. Keverjen össze egy evőkanál sót egy pohár vízben, és tegyen egy sárgarépát. A víz a sárgarépából ozmózis hatására kifolyik a sós vízbe, és a sárgarépa zsugorodik. Most növelje meg a sókoncentrációt két vagy három evőkanálra, és rögzítse, hogy a sárgarépa sokkal gyorsabban és teljesebben zsugorodik.
A sárgarépában lévő víz sót és egyéb oldott anyagokat tartalmaz, tehát fordított esetben történik, ha desztillált vízbe merítjük: A sárgarépa megduzzad. Adjunk hozzá kis mennyiségű sót, és rögzítsük, mennyivel kevesebb időbe telik a sárgarépa megduzzadása, vagy hogy ugyanolyan méretűre duzzad-e. Ha a sárgarépa nem duzzad és nem zsugorodik, akkor sikerült olyan oldatot készítenie, amelynek sótartalma megegyezik a sárgarépával.