Osmoze ir vienkāršs dabisks process, kas notiek mums apkārt un iekšpusē, un no tā ir atkarīga mūsu dzīve. Process ir šāds: šķīdumā šķīdinātāja molekulas, piemēram, ūdens, migrē pāri barjerai no sāniem, kas satur mazāku koncentrāciju īpaša izšķīdušā viela (neliela šķīduma sastāvdaļa) līdz tādai, kas satur lielāku koncentrāciju, ar nosacījumu, ka barjera pieļauj tikai šķīdinātāja molekulas nokārtot. Osmozei nav vajadzīgs ārējs spēks, un iemesls, kāpēc tas notiek, palika noslēpums līdz 20. gadsimta vidum. Saskaņā ar pieņemto skaidrojumu osmoze rodas tāpēc, ka šķīdinātāja molekulas cenšas sadalīties vienādi abās barjeras pusēs.
Augi nedzer ūdeni - tie to absorbē ar osmozi
Katram augam ir saknes, un katras saknes virsma būtībā ir puscaurlaidīga barjera, kas ļauj ūdens molekulām iziet cauri. Lielākajai daļai augu sakņu ir matiņi, lai palielinātu šīs membrānas virsmu un maksimāli palielinātu ūdens daudzumu. Saknes augsnē absorbē arī visas barības vielas, kas ir pietiekami mazas, lai kopā ar ūdeni izietu caur barjeru.
Osmoze rada spiedienu
Ja vārglāzi piepildāt ar ūdeni, atdaliet vārglāzi ar piemērotu puscaurlaidīgu barjeru un izšķīdiniet sāli vienā no nodalījumiem, ūdens līmenis nodalījumā ar sāli paaugstinās. Tas notiek tāpēc, ka osmotiskais spiediens ir lielāks nekā atmosfēras ietekmē uz ūdens virsmas. Ja jūs aizzīmogojat tvertni, lai nepieļautu ūdens līmeņa paaugstināšanos, osmotiskais spiediens liek membrānai uzbriest tajā pusē, kurā atrodas tīrs ūdens.
Lai redzētu osmotisko spiedienu darbībā, jums nav jāizveido izstrādāts eksperiments. Vienkārši nometiet burkānu glāzē tīra ūdens un pagaidiet. Pārbaudot burkānu pēc vienas vai divām dienām, pamanīsit, ka tas ir uzbriedis. Jūs redzat tādu pašu pietūkumu, kad mērcējat pupiņas, riekstus vai rīsus ūdenī.
Mūsu ķermeņa šūnas absorbē ūdeni ar osmozi
Cilvēki dzer ūdeni, bet arī viņu šūnas to absorbē ar osmozi tāpat kā augu saknes. Palielinoties atkritumu produktu koncentrācijai šūnā, osmotiskais spiediens starp šūnas iekšpusi un ārpusi siena - kas ir daļēji caurlaidīga membrāna - palielinās, un šūna absorbē ūdeni no asinīm, kas ir vairāk atšķaidīta risinājums.
Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc jūs nevarat dzert jūras ūdeni? Tas ir tāpēc, ka sāls pievienošana asinīm palielina izšķīdušās vielas koncentrāciju un pazemina osmotisko spiedienu pie šūnu sienām. Šūnas nespēj absorbēt ūdeni un dehidrēt. Ja jūs dzertu tikai jūras ūdeni, jūs faktiski nomirtu no slāpēm!
Osmoze ir svarīga mūsu nierēs
Uz osmozi paļaujas ne tikai mūsu ķermeņa šūnas. Uz to paļaujas arī daži orgāni, ieskaitot nieres. Nieru uzdevums ir filtrēt atkritumu produktus no asinīm un izvadīt tos kā urīnu. Katrā pupiņu formas nierē ir vairāk nekā miljons mikrofiltru, ko sauc par nefroniem, kas ļauj maziem daļiņas, piemēram, ūdens, glikoze, urīnviela un joni, iziet cauri, izslēdzot asins molekulas paši. Pēc šīs filtrēšanas notiek nierēs atkārtoti jāuzsūc pietiekami daudz ūdens, lai uzturētu veselīgu līdzsvaru asins plazmā. Viņi to dara ar osmozi. Cilvēka gremošanas sistēma paļaujas arī uz osmozi.
Kas ir reversā osmoze?
Tīrs ūdens pats plūst caur porainu barjeru, ja otrā pusē esošajā ūdenī ir piemaisījumi, bet kā ir ar citu ceļu? Izrādās, ka piesārņoto ūdeni ir iespējams piespiest caur to pašu barjeru, piegādājot pietiekamu spiedienu osmotiskā spiediena pārvarēšanai. Šī ideja, ko sauc par reverso osmozi, ir aiz dažām populārākajām mājas ūdens filtrēšanas sistēmām.
Reversajai osmozei ir trūkumi, ja to izmanto ūdens filtrēšanas sistēmās. Tas ir lēns, un tas nefiltrē bīstamus piesārņotājus, kas ir tik mazi kā ūdens molekulas, piemēram, hlors, tāpēc tas jālieto kopā ar oglekļa filtru. Turklāt tas filtrē dažas derīgas minerālvielas, tādēļ, ja jums mājās ir reversās osmozes filtrs, ieteicams ēst augļus, dārzeņus, zaļumus un citus pārtikas produktus ar augstu minerālvielu saturu.