Osmose is een eenvoudig natuurlijk proces dat overal om ons heen en in ons plaatsvindt, en waarvan ons leven afhankelijk is. Het proces is dit: in een oplossing migreren moleculen van een oplosmiddel, zoals water, over een barrière vanaf de kant die een lagere concentratie van een bepaalde opgeloste stof (een ondergeschikte component van de oplossing) tot een stof die een hogere concentratie ervan bevat, op voorwaarde dat de barrière alleen de oplosmiddelmoleculen toelaat slagen. Osmose vereist geen externe kracht en de reden waarom het optreedt, bleef tot het midden van de 20e eeuw een mysterie. Volgens de geaccepteerde verklaring treedt osmose op omdat de oplosmiddelmoleculen zich gelijkmatig aan beide zijden van de barrière proberen te verdelen.
Planten drinken geen water - ze absorberen het door osmose
Elke plant heeft wortels en het oppervlak van elke wortel is in wezen een semipermeabele barrière die watermoleculen doorlaat. De meeste plantenwortels hebben haren om het oppervlak van dit membraan te vergroten en de wateropname te maximaliseren. De wortels nemen ook alle voedingsstoffen in de grond op die klein genoeg zijn om samen met het water door de barrière te gaan.
Osmose creëert druk
Als je een beker met water vult, de beker scheidt met een geschikte semipermeabele barrière en zout oplost in een van de compartimenten, stijgt het waterniveau in het compartiment met het zout. Dit gebeurt omdat de osmotische druk groter is dan de druk die door de atmosfeer op het wateroppervlak wordt uitgeoefend. Als u de container afsluit om te voorkomen dat het waterpeil stijgt, zorgt osmotische druk ervoor dat het membraan opzwelt in de richting van de kant met zuiver water.
U hoeft geen uitgebreid experiment te maken om osmotische druk in actie te zien. Laat een wortel in een glas zuiver water vallen en wacht. Als je over een dag of twee naar de wortel kijkt, zul je merken dat hij is opgezwollen. Dezelfde zwelling zie je als je bonen, noten of rijst in water laat weken.
De cellen van ons lichaam absorberen water door osmose
Mensen drinken water, maar ook hun cellen nemen het op door osmose op dezelfde manier als plantenwortels. Naarmate de concentratie van afvalproducten in een cel stijgt, neemt de osmotische druk tussen de binnen- en buitenkant van de cel toe wand - wat een semipermeabel membraan is - neemt toe en de cel absorbeert water uit het bloed, wat een meer verdunde oplossing.
Heb je je ooit afgevraagd waarom je geen zeewater kunt drinken? Het is omdat het toevoegen van zout aan je bloed de concentratie opgeloste stoffen verhoogt en de osmotische druk op de celwanden verlaagt. De cellen kunnen het water niet opnemen en raken uitgedroogd. Als je alleen zeewater zou drinken, zou je echt omkomen van de dorst!
Osmose is belangrijk in onze nieren
Het zijn niet alleen de cellen van ons lichaam die afhankelijk zijn van osmose. Sommige organen, waaronder de nieren, vertrouwen er ook op. De taak van de nieren is om afvalstoffen uit het bloed te filteren en als urine af te voeren. Elke boonvormige nier bevat meer dan een miljoen microfilters, nefronen genaamd, die kleine deeltjes, zoals water, glucose, ureum en ionen, om doorheen te gaan terwijl de bloedmoleculen worden uitgesloten zich. Nadat deze filtratie heeft plaatsgevonden, moeten de nieren voldoende water opnieuw opnemen om een gezond evenwicht in het bloedplasma te behouden. Dit doen ze door middel van osmose. Het menselijke spijsverteringsstelsel is ook afhankelijk van osmose.
Wat is omgekeerde osmose?
Zuiver water stroomt vanzelf door een poreuze barrière als het water aan de andere kant onzuiverheden bevat, maar hoe zit het met de andere kant op? Het blijkt dat het mogelijk is om verontreinigd water door dezelfde barrière te dwingen door voldoende druk te leveren om de osmotische druk te overwinnen. Dit idee, dat omgekeerde osmose wordt genoemd, zit achter enkele van de meest populaire waterfiltratiesystemen voor thuis.
Omgekeerde osmose heeft nadelen bij gebruik voor waterfiltratiesystemen. Het is traag en het filtert geen gevaarlijke verontreinigingen die zo klein zijn als watermoleculen, zoals chloor, dus het moet worden gebruikt in combinatie met een koolstoffilter. Bovendien filtert het enkele nuttige mineralen eruit, dus als je thuis een omgekeerde osmosefilter hebt, is het een goed idee om fruit, groenten, groenten en ander voedsel met veel mineralen te eten.