Осмос - это простой естественный процесс, который происходит вокруг и внутри нас, и от него зависит наша жизнь. Процесс таков: в растворе молекулы растворителя, такого как вода, мигрируют через барьер со стороны, содержащей более низкую концентрацию конкретное растворенное вещество (второстепенный компонент раствора) к одному, содержащему его более высокую концентрацию, при условии, что барьер пропускает только молекулы растворителя пройти. Осмос не требует внешней силы, и причина его возникновения оставалась загадкой до середины 20 века. Согласно общепринятому объяснению, осмос происходит потому, что молекулы растворителя стремятся равномерно распределиться по обеим сторонам барьера.
Растения не пьют воду - они поглощают ее за счет осмоса
У каждого растения есть корни, и поверхность каждого корня представляет собой полупроницаемый барьер, через который проходят молекулы воды. У большинства корней растений есть волоски, чтобы увеличить площадь поверхности этой мембраны и увеличить потребление воды. Корни также поглощают любые питательные вещества из почвы, которые достаточно малы, чтобы пройти через барьер вместе с водой.
Осмос создает давление
Если наполнить стакан водой, отделить стакан подходящей полупроницаемой перегородкой и растворить соль в одном из отсеков, уровень воды в отсеке с солью поднимется. Это происходит потому, что осмотическое давление больше, чем давление, оказываемое атмосферой на поверхность воды. Если вы герметизируете контейнер, чтобы предотвратить повышение уровня воды, осмотическое давление заставит мембрану набухать в направлении стороны, содержащей чистую воду.
Вам не нужно проводить сложный эксперимент, чтобы увидеть в действии осмотическое давление. Просто опустите морковь в стакан с чистой водой и ждите. Если через день или два вы посмотрите на морковь, то заметите, что она опухла. Такой же отек появляется, когда вы замачиваете бобы, орехи или рис в воде.
Клетки нашего тела поглощают воду за счет осмоса
Люди пьют воду, но также их клетки поглощают ее путем осмоса так же, как корни растений. По мере того, как концентрация продуктов жизнедеятельности в клетке увеличивается, осмотическое давление между внутренней и внешней частью клетки стенка, которая представляет собой полупроницаемую мембрану, увеличивается, и клетка поглощает воду из крови, которая является более разбавленной решение.
Вы когда-нибудь задумывались, почему нельзя пить морскую воду? Это потому, что добавление соли в кровь увеличивает концентрацию растворенных веществ и снижает осмотическое давление на клеточных стенках. Клетки не могут поглощать воду и обезвоживаются. Если вы будете пить только морскую воду, вы действительно умрете от жажды!
Осмос важен для наших почек
Не только клетки нашего тела полагаются на осмос. Некоторые органы, в том числе почки, также полагаются на него. Работа почек - фильтровать отходы из крови и выводить их в виде мочи. Каждая почка, имеющая форму бобов, содержит более миллиона микрофильтров, называемых нефронами, которые позволяют небольшим частицы, такие как вода, глюкоза, мочевина и ионы, чтобы пройти, исключая молекулы крови сами себя. После этой фильтрации почки должны реабсорбировать достаточно воды для поддержания здорового баланса в плазме крови. Они делают это за счет осмоса. Пищеварительная система человека также зависит от осмоса.
Что такое обратный осмос?
Чистая вода течет сама по себе через пористый барьер, если вода с другой стороны содержит примеси, но как насчет того, чтобы пойти другим путем? Оказывается, можно протолкнуть загрязненную воду через тот же барьер, создав давление, достаточное для преодоления осмотического давления. Эта идея, называемая обратным осмосом, лежит в основе некоторых из самых популярных систем фильтрации воды в домашних условиях.
Обратный осмос имеет недостатки при использовании в системах фильтрации воды. Он медленный и не отфильтровывает опасные примеси размером с молекулы воды, такие как хлор, поэтому его необходимо использовать вместе с угольным фильтром. Кроме того, он отфильтровывает некоторые полезные минералы, поэтому, если у вас есть дома фильтр обратного осмоса, рекомендуется есть фрукты, овощи, зелень и другие продукты с высоким содержанием минералов.