Osmosas yra paprastas natūralus procesas, vykstantis aplink mus ir mūsų viduje, nuo kurio priklauso mūsų gyvenimas. Procesas yra toks: tirpale tirpiklio molekulės, tokios kaip vanduo, migruoja per barjerą iš šono, kuriame yra mažesnė tirpalą (nepilnametį tirpalo komponentą) į tokį, kuriame yra didesnė jo koncentracija, su sąlyga, kad barjeras leidžia tik tirpiklio molekulėms perduoti. Osmosui nereikia jokios išorinės jėgos, o priežastis, kodėl ji atsiranda, liko paslaptimi iki XX amžiaus vidurio. Pagal priimtą paaiškinimą osmosas atsiranda dėl to, kad tirpiklio molekulės siekia vienodai pasiskirstyti abiejose barjero pusėse.
Augalai negeria vandens - jie absorbuoja jį osmosu
Kiekvienas augalas turi šaknis, o kiekvieno šaknies paviršius iš esmės yra pusiau laidus barjeras, leidžiantis praeiti vandens molekulėms. Dauguma augalų šaknų turi plaukelius, kad padidintų šios membranos plotą ir padidintų vandens suvartojimą. Šaknys taip pat absorbuoja visas dirvožemyje esančias maistines medžiagas, kurios yra pakankamai mažos, kad kartu su vandeniu galėtų praeiti per barjerą.
Osmosas sukuria slėgį
Jei pripildote stiklinę vandens, atskirkite stiklinę su tinkama pusiau laidžia užtvara ir ištirpinkite druską viename iš skyrių, vandens lygis skyriuje su druska pakyla. Taip atsitinka todėl, kad osmosinis slėgis yra didesnis nei atmosferos vandens paviršiuje daromas slėgis. Jei sandariai uždarysite indą, kad nepakiltų vandens lygis, dėl osmosinio slėgio membrana patinsta šono, kuriame yra grynas vanduo, kryptimi.
Norint pamatyti osmosinį slėgį, jums nereikia sukurti išsamaus eksperimento. Tiesiog numeskite morką į stiklinę gryno vandens ir palaukite. Per dieną ar dvi patikrinę morką, pastebėsite, kad ji išsipučia. Tą patį patinimą matote mirkydami pupeles, riešutus ar ryžius vandenyje.
Mūsų kūnų ląstelės absorbuoja vandenį osmoso būdu
Žmonės geria vandenį, tačiau jų ląstelės jį absorbuoja osmoso būdu taip pat, kaip ir augalų šaknys. Didėjant atliekų koncentracijai ląstelėje, osmosinis slėgis tarp ląstelės vidaus ir išorės siena - pusiau laidi membrana - padidėja, o ląstelė absorbuoja vandenį iš kraujo, kuris yra praskiestesnis sprendimas.
Ar kada susimąstėte, kodėl negalite gerti jūros vandens? Taip yra todėl, kad pridedant druskos į kraują, padidėja ištirpusių medžiagų koncentracija ir sumažėja osmosinis slėgis ląstelių sienelėse. Ląstelės negali absorbuoti vandens ir išsausėti. Jei gertumėte tik jūros vandenį, iš tikrųjų numirtumėte iš troškulio!
Osmosas yra svarbus mūsų inkstuose
Ozmosu remiasi ne tik mūsų kūno ląstelės. Kai kurie organai, įskaitant inkstus, taip pat ja remiasi. Inkstų darbas yra filtruoti atliekas iš kraujo ir pašalinti kaip šlapimą. Kiekviename pupelės formos inkste yra daugiau nei milijonas mikrofiltrų, vadinamų nefronais, kurie leidžia mažus dalelės, tokios kaip vanduo, gliukozė, karbamidas ir jonai, prasiskverbia per kraujo molekules patys. Atlikus šį filtravimą, inkstai turi absorbuoti pakankamai vandens, kad būtų palaikoma sveika kraujo plazmos pusiausvyra. Jie tai daro osmoso būdu. Žmogaus virškinimo sistema taip pat remiasi osmosu.
Kas yra atvirkštinė osmozė?
Grynas vanduo teka per akytą barjerą, jei kitoje pusėje esančiame vandenyje yra priemaišų, bet kaip elgtis kitu keliu? Pasirodo, kad per tą patį barjerą galima priversti užterštą vandenį tiekiant tiek slėgio, kad įveiktų osmosinį slėgį. Ši idėja, kuri vadinama atvirkštine osmoze, yra viena iš populiariausių namų vandens filtravimo sistemų.
Atvirkštinis osmosas turi trūkumų, kai naudojamas vandens filtravimo sistemoms. Jis yra lėtas ir neišfiltruoja pavojingų teršalų, kurie yra tokie maži kaip vandens molekulės, pavyzdžiui, chloras, todėl jį reikia naudoti kartu su anglies filtru. Be to, jis filtruoja kai kuriuos naudingus mineralus, todėl jei namuose turite atvirkštinio osmoso filtrą, patartina valgyti vaisius, daržoves, žalumynus ir kitus maisto produktus, kuriuose yra daug mineralinių medžiagų.