ข้อมูลออสโมซิสสำหรับเด็ก

ออสโมซิสเป็นกระบวนการทางธรรมชาติง่ายๆ ที่เกิดขึ้นรอบตัวเรา และเป็นสิ่งที่ชีวิตของเราพึ่งพาอาศัย กระบวนการคือ: ในสารละลาย โมเลกุลของตัวทำละลาย เช่น น้ำ จะย้ายข้ามสิ่งกีดขวางจากด้านข้างที่มีความเข้มข้นของ a ตัวถูกละลายเฉพาะ (ส่วนประกอบเล็กน้อยของสารละลาย) ต่อสารที่มีความเข้มข้นสูงกว่า โดยที่สิ่งกีดขวางยอมให้เฉพาะโมเลกุลของตัวทำละลาย เพื่อผ่าน. ออสโมซิสไม่ต้องการแรงจากภายนอก และสาเหตุที่มันเกิดขึ้นยังคงเป็นปริศนาจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 ตามคำอธิบายที่ยอมรับ ออสโมซิสเกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลของตัวทำละลายพยายามกระจายตัวเองอย่างเท่าเทียมกันทั้งสองด้านของอุปสรรค

พืชทุกต้นมีราก และพื้นผิวของรากทุกต้นนั้นเป็นเกราะป้องกันที่ซึมผ่านได้ซึ่งช่วยให้โมเลกุลของน้ำผ่านเข้าไปได้ รากพืชส่วนใหญ่มีขนเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของเมมเบรนนี้และเพิ่มปริมาณน้ำสูงสุด รากยังดูดซับสารอาหารใด ๆ ในดินที่มีขนาดเล็กพอที่จะผ่านสิ่งกีดขวางไปพร้อมกับน้ำ

หากคุณเติมน้ำลงในบีกเกอร์ ให้แยกบีกเกอร์ที่มีตัวกั้นกึ่งซึมผ่านที่เหมาะสมและละลายเกลือในช่องใดช่องหนึ่ง ระดับน้ำในช่องที่มีเกลือจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันออสโมติกมากกว่าแรงดันที่กระทำบนผิวน้ำโดยบรรยากาศ หากคุณปิดฝาภาชนะเพื่อป้องกันไม่ให้ระดับน้ำสูงขึ้น แรงดันออสโมติกจะทำให้เมมเบรนบวมในทิศทางของด้านที่มีน้ำบริสุทธิ์

คุณไม่จำเป็นต้องสร้างการทดลองที่ซับซ้อนเพื่อดูแรงดันออสโมติกในการทำงาน เพียงแค่วางแครอทลงในแก้วน้ำบริสุทธิ์แล้วรอ เมื่อคุณตรวจดูแครอทในหนึ่งหรือสองวัน คุณจะสังเกตเห็นว่าแครอทได้บวมแล้ว คุณเห็นอาการบวมแบบเดียวกันเมื่อคุณแช่ถั่ว ถั่วหรือข้าวในน้ำ

มนุษย์ดื่มน้ำ แต่เซลล์ของพวกมันดูดซับโดยการดูดซึมในลักษณะเดียวกับที่รากพืชทำ เมื่อความเข้มข้นของของเสียในเซลล์เพิ่มขึ้น แรงดันออสโมติกระหว่างภายในและภายนอกเซลล์ ผนัง - ซึ่งเป็นเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ - เพิ่มขึ้นและเซลล์ดูดซับน้ำจากเลือดซึ่งเจือจางมากขึ้น สารละลาย.

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมคุณไม่สามารถดื่มน้ำทะเลได้? เป็นเพราะการเติมเกลือลงในเลือดของคุณจะเพิ่มความเข้มข้นของตัวถูกละลาย และลดแรงดันออสโมติกที่ผนังเซลล์ เซลล์ไม่สามารถดูดซับน้ำและขาดน้ำได้ ถ้าคุณดื่มแต่น้ำทะเล คุณจะกระหายน้ำตาย!

ไม่ใช่แค่เซลล์ในร่างกายของเราที่ต้องอาศัยการออสโมซิสเท่านั้น อวัยวะบางอย่างรวมถึงไตก็พึ่งพามันเช่นกัน หน้าที่ของไตคือการกรองของเสียออกจากเลือดและขับออกทางปัสสาวะ ไตรูปถั่วแต่ละอันมีไมโครฟิลเตอร์มากกว่าหนึ่งล้านที่เรียกว่า nephrons ซึ่งช่วยให้มีขนาดเล็ก อนุภาคต่างๆ เช่น น้ำ กลูโคส ยูเรีย และไอออน ให้ผ่านโดยไม่รวมโมเลกุลของเลือด ตัวเอง หลังจากการกรองนี้เกิดขึ้น ไตจะต้องดูดซับน้ำกลับคืนมาเพียงพอเพื่อรักษาสมดุลของเลือดในเลือด พวกเขาทำเช่นนี้โดยการดูดซึม ระบบย่อยอาหารของมนุษย์ยังอาศัยการดูดซึม

น้ำบริสุทธิ์ไหลด้วยตัวเองผ่านอุปสรรคที่มีรูพรุนหากน้ำที่อยู่อีกด้านหนึ่งมีสิ่งเจือปน แต่จะไปทางอื่นได้อย่างไร ปรากฎว่าเป็นไปได้ที่จะบังคับให้น้ำที่ปนเปื้อนผ่านสิ่งกีดขวางเดียวกันโดยจ่ายแรงดันให้เพียงพอเพื่อเอาชนะแรงดันออสโมติก แนวคิดนี้ซึ่งเรียกว่ารีเวิร์สออสโมซิสอยู่เบื้องหลังระบบการกรองน้ำภายในบ้านที่ได้รับความนิยมมากที่สุด

รีเวิร์สออสโมซิสมีข้อเสียเมื่อใช้กับระบบกรองน้ำ ทำงานช้าและไม่กรองสิ่งปนเปื้อนที่เป็นอันตรายซึ่งมีขนาดเล็กเท่ากับโมเลกุลของน้ำ เช่น คลอรีน ดังนั้นจึงต้องใช้ร่วมกับตัวกรองคาร์บอน นอกจากนี้ยังกรองแร่ธาตุที่เป็นประโยชน์ออกไป ดังนั้นหากคุณมีเครื่องกรองระบบรีเวิร์สออสโมซิสที่บ้าน การกินผลไม้ ผัก ผักใบเขียว และอาหารอื่นๆ ที่มีแร่ธาตุสูงเป็นความคิดที่ดี