Fakta om osmose for barn

Osmose er en enkel naturlig prosess som forekommer rundt og inne i oss, og det er en som våre liv er avhengige av. Prosessen er denne: I en løsning vandrer molekyler av et løsningsmiddel, slik som vann, over en barriere fra siden som inneholder en lavere konsentrasjon av et spesiell løsemiddel (en mindre bestanddel av løsningen) til en som inneholder en høyere konsentrasjon av den, forutsatt at barrieren kun tillater løsemiddelmolekylene å sende. Osmose krever ingen ytre kraft, og grunnen til at den oppstår forble et mysterium frem til midten av 1900-tallet. I følge den aksepterte forklaringen, oppstår osmose fordi løsningsmiddelmolekylene søker å fordele seg likt på begge sider av barrieren.

Hver plante har røtter, og overflaten til hver rot er egentlig en semipermeabel barriere som lar vannmolekyler passere gjennom. De fleste planterøtter har hår for å øke overflaten til denne membranen og maksimere vanninntaket. Røttene absorberer også næringsstoffer i jorden som er små nok til å passere barrieren sammen med vannet.

Hvis du fyller et beger med vann, skiller du begeret med en passende semipermeabel barriere og oppløser salt i et av rommene, vil vannstanden i rommet med saltet stige. Dette skjer fordi osmotisk trykk er større enn trykket som utøves på overflaten av vannet av atmosfæren. Hvis du forsegler beholderen for å forhindre at vannstanden stiger, får osmotisk trykk membranen til å svulme i retning av siden som inneholder rent vann.

Du trenger ikke å lage et forseggjort eksperiment for å se osmotisk trykk i aksjon. Bare slipp en gulrot i et glass rent vann og vent. Når du sjekker gulroten om en dag eller to, vil du merke at den har hovnet opp. Du ser den samme hevelsen når du suger bønner, nøtter eller ris i vann.

Mennesker drikker vann, men også cellene absorberer det ved osmose på samme måte som planterøttene gjør. Når konsentrasjonen av avfallsprodukter i en celle øker, vil det osmotiske trykket mellom innsiden og utsiden av cellen veggen - som er en semipermeabel membran - øker, og cellen absorberer vann fra blodet, som er en mer fortynnet løsning.

Har du noen gang lurt på hvorfor du ikke kan drikke sjøvann? Det er fordi tilsetning av salt i blodet øker konsentrasjonen av løsemiddel og senker det osmotiske trykket ved celleveggene. Cellene kan ikke absorbere vannet og bli dehydrert. Hvis du bare drakk sjøvann, ville du faktisk dø av tørst!

Det er ikke bare cellene i kroppene våre som er avhengige av osmose. Noen organer, inkludert nyrene, er også avhengige av det. Nyrenes jobb er å filtrere avfallsprodukter fra blodet og eliminere dem som urin. Hver nyre av bønner inneholder mer enn en million mikrofilter kalt nefroner, som tillater små partikler, slik som vann, glukose, urea og ioner, å passere gjennom mens de ekskluderer blodmolekylene dem selv. Etter at denne filtreringen har funnet sted, må nyrene absorbere nok vann til å opprettholde en sunn balanse i blodplasmaet. De gjør dette ved osmose. Det menneskelige fordøyelsessystemet er også avhengig av osmose.

Rent vann strømmer av seg selv gjennom en porøs barriere hvis vannet på den andre siden inneholder urenheter, men hva med å gå den andre veien? Det viser seg at det er mulig å tvinge forurenset vann gjennom samme barriere ved å tilføre nok trykk til å overvinne osmotisk trykk. Denne ideen, som kalles omvendt osmose, ligger bak noen av de mest populære vannfiltreringssystemene i hjemmet.

Omvendt osmose har ulemper når det brukes til vannfiltreringssystemer. Det er tregt, og det filtrerer ikke ut farlige forurensninger som er så små som vannmolekyler, for eksempel klor, så det må brukes sammen med et karbonfilter. Videre filtrerer det ut noen gunstige mineraler, så hvis du har et omvendt osmosefilter hjemme, er det en god ide å spise frukt, grønnsaker, greener og andre matvarer med mye mineraler.