Осмос - це простий природний процес, який відбувається навколо нас і всередині нас, і від нього залежить наше життя. Процес такий: у розчині молекули розчинника, наприклад води, мігрують через бар’єр з боку, що містить меншу концентрацію конкретна розчинена речовина (другорядний компонент розчину) до такої, що містить її більшу концентрацію, за умови, що бар’єр пропускає лише молекули розчинника пройти. Осмос не вимагає зовнішньої сили, і причина його виникнення залишалася загадкою до середини 20 століття. Відповідно до прийнятого пояснення, осмос виникає тому, що молекули розчинника прагнуть розподілитись порівну по обидва боки бар'єру.
Рослини не п’ють води - вони поглинають її осмосом
Кожна рослина має коріння, а поверхня кожного кореня є по суті напівпроникним бар’єром, що дозволяє молекулам води проходити крізь них. Більшість коренів рослин мають волоски, щоб збільшити площу поверхні цієї мембрани та максимізувати споживання води. Коріння також поглинає будь-які поживні речовини в грунті, які є досить малими, щоб пройти через бар’єр разом з водою.
Осмос створює тиск
Якщо ви наповнюєте склянку водою, відокремте склянку відповідним напівпроникним бар’єром і розчиніть сіль в одному з відсіків, рівень води в відсіку з сіллю підвищується. Це відбувається тому, що осмотичний тиск перевищує тиск, який чиниться на поверхню води атмосферою. Якщо герметично закрити контейнер, щоб запобігти підвищенню рівня води, осмотичний тиск змушує мембрану набухати в напрямку сторони, що містить чисту воду.
Вам не потрібно створювати складний експеримент, щоб побачити осмотичний тиск у дії. Просто киньте моркву в склянку з чистою водою і почекайте. Перевіривши моркву через день-два, ви помітите, що вона набрякла. Ви бачите такий самий набряк, коли замочуєте квасоля, горіхи або рис у воді.
Клітини наших тіл поглинають воду осмосом
Людина п’є воду, але також її клітини поглинають її осмосом так само, як це роблять коріння рослин. Коли концентрація відходів у клітині зростає, осмотичний тиск між клітиною всередині та зовні стінка - яка є напівпроникною мембраною - збільшується, і клітина поглинає воду з крові, яка є більш розведеною рішення.
Ви коли-небудь замислювались, чому ви не можете пити морську воду? Це тому, що додавання солі до крові збільшує концентрацію розчиненої речовини та знижує осмотичний тиск у клітинних стінках. Клітини не можуть поглинати воду і зневоднюватися. Якби ви пили тільки морську воду, ви б насправді померли від спраги!
Осмос важливий у наших нирках
На осмос покладаються не лише клітини нашого тіла. Деякі органи, включаючи нирки, також покладаються на нього. Завдання нирок - фільтрувати відходи життєдіяльності з крові та усувати їх у вигляді сечі. Кожна бобоподібна нирка містить більше мільйона мікрофільтрів, які називаються нефронами, що дозволяють отримати невеликі розміри частинки, такі як вода, глюкоза, сечовина та іони, повинні проходити, виключаючи молекули крові самі. Після цієї фільтрації нирки повинні всмоктувати достатню кількість води, щоб підтримувати здоровий баланс у плазмі крові. Вони роблять це за допомогою осмосу. Травна система людини також покладається на осмос.
Що таке зворотний осмос?
Чиста вода сама по собі протікає через пористий бар’єр, якщо вода з іншого боку містить домішки, але як бути в іншому напрямку? Виявляється, можна загнати забруднену воду через той самий бар'єр, подаючи достатній тиск для подолання осмотичного тиску. Ця ідея, яка називається зворотним осмосом, лежить в основі деяких найпопулярніших систем фільтрації води в домашніх умовах.
Зворотний осмос має недоліки при використанні для систем фільтрації води. Це повільно, і воно не фільтрує небезпечні забруднення, такі маленькі, як молекули води, такі як хлор, тому його слід використовувати разом із вугільним фільтром. Більше того, він фільтрує деякі корисні мінерали, тому, якщо у вас вдома є фільтр зворотного осмосу, непогано їсти фрукти, овочі, зелень та інші продукти з високим вмістом мінералів.