Osmoza to prosty naturalny proces, który zachodzi wokół nas i wewnątrz nas, od którego zależy nasze życie. Proces jest następujący: W roztworze cząsteczki rozpuszczalnika, takiego jak woda, migrują przez barierę od strony zawierającej niższe stężenie konkretna substancja rozpuszczona (mniejszy składnik roztworu) do substancji zawierającej jej wyższe stężenie, pod warunkiem, że bariera przepuszcza tylko cząsteczki rozpuszczalnika zdać. Osmoza nie wymaga żadnej siły zewnętrznej, a przyczyna jej wystąpienia pozostawała tajemnicą aż do połowy XX wieku. Zgodnie z przyjętym wyjaśnieniem, osmoza występuje, ponieważ cząsteczki rozpuszczalnika starają się równomiernie rozmieścić po obu stronach bariery.
Rośliny nie piją wody – wchłaniają ją przez osmozę
Każda roślina ma korzenie, a powierzchnia każdego korzenia jest zasadniczo półprzepuszczalną barierą, która umożliwia przenikanie cząsteczek wody. Większość korzeni roślin ma włoski, które zwiększają powierzchnię tej błony i maksymalizują pobór wody. Korzenie wchłaniają również wszelkie składniki odżywcze z gleby, które są wystarczająco małe, aby przejść przez barierę wraz z wodą.
Osmoza tworzy ciśnienie
Jeśli napełnisz zlewkę wodą, oddziel zlewkę odpowiednią przegrodą półprzepuszczalną i rozpuścisz sól w jednej z komór, poziom wody w komorze z solą podniesie się. Dzieje się tak, ponieważ ciśnienie osmotyczne jest większe niż ciśnienie wywierane na powierzchnię wody przez atmosferę. Jeśli uszczelnisz pojemnik, aby zapobiec podnoszeniu się poziomu wody, ciśnienie osmotyczne spowoduje pęcznienie membrany w kierunku strony zawierającej czystą wodę.
Nie musisz tworzyć skomplikowanego eksperymentu, aby zobaczyć działanie ciśnienia osmotycznego. Po prostu wrzuć marchewkę do szklanki czystej wody i poczekaj. Kiedy sprawdzisz marchewkę za dzień lub dwa, zauważysz, że spuchła. Ten sam obrzęk widzisz, gdy moczysz fasolę, orzechy lub ryż w wodzie.
Komórki naszych ciał absorbują wodę przez osmozę
Ludzie piją wodę, ale także ich komórki wchłaniają ją przez osmozę w taki sam sposób, jak robią to korzenie roślin. Wraz ze wzrostem stężenia produktów przemiany materii w komórce ciśnienie osmotyczne między wnętrzem i zewnętrzem komórki ściana – czyli błona półprzepuszczalna – zwiększa się, a komórka wchłania wodę z krwi, która jest bardziej rozcieńczona rozwiązanie.
Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego nie możesz pić wody morskiej? Dzieje się tak, ponieważ dodanie soli do krwi zwiększa stężenie substancji rozpuszczonej i obniża ciśnienie osmotyczne w ścianach komórkowych. Komórki nie mogą wchłonąć wody i odwodnić się. Gdybyś pił tylko wodę morską, umarłbyś z pragnienia!
Osmoza jest ważna w naszych nerkach
Nie tylko komórki naszego ciała opierają się na osmozie. Niektóre narządy, w tym nerki, również na nim polegają. Zadaniem nerek jest filtrowanie produktów przemiany materii z krwi i eliminowanie ich w postaci moczu. Każda nerka w kształcie fasoli zawiera ponad milion mikrofiltrów zwanych nefronami, które pozwalają na małe cząstki, takie jak woda, glukoza, mocznik i jony, aby przejść, z wyłączeniem cząsteczek krwi sami. Po tej filtracji nerki muszą ponownie wchłonąć wystarczającą ilość wody, aby utrzymać zdrową równowagę w osoczu krwi. Robią to przez osmozę. Układ pokarmowy człowieka również opiera się na osmozie.
Co to jest odwrócona osmoza?
Czysta woda sama przepływa przez porowatą barierę, jeśli woda po drugiej stronie zawiera zanieczyszczenia, ale co z pójściem w drugą stronę? Okazuje się, że możliwe jest przepchnięcie zanieczyszczonej wody przez tę samą barierę, dostarczając ciśnienie wystarczające do pokonania ciśnienia osmotycznego. Ta idea, nazywana odwróconą osmozą, stoi za niektórymi z najpopularniejszych domowych systemów filtracji wody.
Odwrócona osmoza ma wady, gdy jest stosowana w systemach filtracji wody. Jest powolny i nie odfiltrowuje niebezpiecznych zanieczyszczeń, które są tak małe jak cząsteczki wody, takich jak chlor, dlatego należy go używać w połączeniu z filtrem węglowym. Co więcej, filtruje niektóre korzystne minerały, więc jeśli masz w domu filtr odwróconej osmozy, dobrym pomysłem jest spożywanie owoców, warzyw, zieleni i innych pokarmów bogatych w minerały.
