ოსმოზი არის პროცესი, რომელიც ხდება ორ კონტეინერს შორის, რომელიც გამოყოფილია ნახევრად გამტარი ბარიერით. თუ ბარიერს აქვს ფორები საკმარისად დიდი, რომ წყლის მოლეკულების გავლის შესაძლებლობა ჰქონდეს, მაგრამ საკმარისად მცირეა, რათა დაბლოკოს მოლეკულები a ხსნადი, წყალი ნაკადის მცირე კონცენტრაციით მიედინება გვერდიდან უფრო დიდი მხარეს კონცენტრაცია. ეს პროცესი გრძელდება მანამ, სანამ ან ხსნადის კონცენტრაცია არ იქნება თანაბარი ორივე მხრიდან, ან წნევაზე რეზისტენტული მოცულობის ცვლილება მხარეს უფრო დიდი კონცენტრაციით აღემატება ძალას, რომელიც წყალს ბარიერში გადის. ეს წნევა არის ოსმოსური ან ჰიდროსტატიკური წნევა და ის პირდაპირ იცვლება ხსნარის კონცენტრაციის სხვაობას შორის.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ოსმოსური წნევის წყალმა, რომელიც წყალგამტარ ბარიერს გადაჰყავს, იზრდება ბარიერის ორივე მხარეს ხსნარის კონცენტრაციის სხვაობით. ხსნარში, რომელზეც ერთზე მეტი ხსნადია, ჯამდება ყველა ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაცია, რომ განისაზღვროს ხსნადში მთლიანი კონცენტრაცია. ოსმოსური წნევა დამოკიდებულია მხოლოდ ხსნადი ნაწილაკების რაოდენობაზე და არა მათ შემადგენლობაზე.
ოსმოსური (ჰიდროსტატიკური) წნევა
რეალური მიკროსკოპული პროცესი, რომელიც ოსმოსს განაპირობებს, ცოტათი იდუმალია, მაგრამ მეცნიერები მას ასე აღწერენ: წყლის მოლეკულები are არის მუდმივი მოძრაობის მდგომარეობა და ისინი თავისუფლად მიგრირებენ შეუზღუდავი კონტეინერის საშუალებით მათი გასათანაბრებლად კონცენტრაცია. თუ ბარიერს ჩადებთ კონტეინერში, რომლითაც ისინი გაივლიან, ისინი ამას გააკეთებენ. ამასთან, თუ ბარიერის ერთ მხარეს შეიცავს ხსნარს, რომლის ნაწილაკები ძალიან დიდია ბარიერის გასავლელად, წყლის მოლეკულებს, რომლებიც მეორე მხრიდან გადიან, მათ უნდა გაანაწილონ სივრცე. ხსნარით მხარეს მოცულობა იზრდება მანამ, სანამ წყლის მოლეკულების რაოდენობა ორივე მხარეს არ გაუთანაბრდება.
ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაციის გაზრდა ამცირებს წყლის მოლეკულების ადგილს, რაც ამცირებს მათ რაოდენობას. ეს თავის მხრივ ზრდის წყლის მიდრეკილებას ამ მხრიდან მეორე მხრიდან. ოდნავ ანთროპომორფირების მიზნით, რაც უფრო მეტი განსხვავებაა წყლის მოლეკულების კონცენტრაციაში, მით უფრო მათ "სურთ" გადაადგილება ბარიერის გასწვრივ, ხსნარის შემცველ მხარეს.
მეცნიერები ამ ლტოლვას უწოდებენ ოსმოსურ წნევას ან ჰიდროსტატიკურ წნევას და ეს არის გაზომვადი რაოდენობა. ხისტი კონტეინერის თავზე დადეთ სახურავი, რომ მოცულობა არ შეიცვალოს და შეინარჩუნოთ წნევის შენარჩუნება წყალი იზრდება, ხოლო თქვენ გაზომავთ ხსნარის კონცენტრაციას ყველაზე გამხსნელ მხარეზე. როდესაც კონცენტრაციის შემდგომი ცვლილება არ მოხდება, ზეწოლა, რომელსაც თქვენ ახდენთ საფარზე, არის ოსმოსური წნევა, თუ ჩავთვლით, რომ ორივე მხარეს კონცენტრაციები არ გათანაბრდა.
ოსმოსური წნევის დაკავშირება ხსნად კონცენტრაციასთან
უმეტეს რეალურ სიტუაციებში, როგორიცაა ფესვები მიწიდან ტენიანობას ან უჯრედებს სითხის გაცვლასთან ერთად გარემოში, ხსნარების გარკვეული კონცენტრაცია არსებობს ნახევრად გამტარი ბარიერის ორივე მხარეს, მაგალითად, ფესვი ან უჯრედის კედელი. ოსმოზი ხდება მანამ, სანამ კონცენტრაცია განსხვავებულია და ოსმოსური წნევა პირდაპირპროპორციულია კონცენტრაციის სხვაობასთან. მათემატიკური თვალსაზრისით:
P = RT (∆C)
სადაც T არის ტემპერატურა კელვინებში, ∆C არის განსხვავება კონცენტრაციებში და R არის იდეალური აირის მუდმივა.
ოსმოსური წნევა არ არის დამოკიდებული ხსნადი მოლეკულების ზომაზე ან მათ შემადგენლობაზე. ეს მხოლოდ იმაზეა დამოკიდებული, რამდენი მათგანია. ამრიგად, თუ ხსნარში ერთზე მეტი ხსნადია, ოსმოსური წნევაა:
P = RT (გ1 + C2 +... Cნ)
სადაც გ1 არის გახსნილი ერთის კონცენტრაცია და ა.შ.
თავად გამოსცადეთ
ადვილია სწრაფად გააზრება კონცენტრაციის გავლენაზე ოსმოსურ წნევაზე. აურიეთ სუფრის კოვზი მარილი ჭიქა წყალში და ჩაყარეთ სტაფილო. ოსმოზით სტაფილოდან მარილიან წყალში წყალი ჩაედინება და სტაფილო შეიკუმშება. ახლა მარილის კონცენტრაცია გაზარდეთ ორ ან სამ სუფრის კოვზამდე და ჩაწერეთ რამდენად სწრაფად და სრულად იშლება სტაფილო.
სტაფილოს წყალი შეიცავს მარილს და სხვა ხსნადებს, ამიტომ პირიქით მოხდება, თუ მას ჩაყრით გამოხდილ წყალში: სტაფილო შეშუპდება. დაამატეთ მცირე რაოდენობით მარილი და ჩაწერეთ რამდენი დრო სჭირდება სტაფილოს შეშუპებას ან აქვს თუ არა იგივე ზომის შეშუპება. თუ სტაფილო არ ადიდებს და არ იკუმშება, თქვენ მოახერხე ისეთი ხსნარის დამზადება, რომელსაც მარილის ისეთივე კონცენტრაცია აქვს, როგორც სტაფილოს.