Osmose
A osmose é un fenómeno consistente no paso do solvente dunha disolución dende unha zona de baixa concentración de soluto (hipotónica) a unha de alta concentración (hipertónica), separadas por unha membrana semipermeable.
Características
editarUnha membrana semipermeable contén moitos poros, do mesmo xeito ca calquera outra membrana. O tamaño dos mesmos é tan minúsculo que deixa pasar as moléculas pequenas pero non as grandes. Por exemplo, deixa pasar as moléculas de auga, que son pequenas, pero non as de azucre, que son moi grandes. Se unha membrana como a descrita separa dous líquidos, auga pura e auga con azucre, van suceder varias cousas:
- Debido á temperatura, as moléculas móvense dun lado para outro. As moléculas de auga pasan polos poros en ambas direccións: da zona de auga pura á de auga con azucre e viceversa.
- As moléculas de azucre tamén se moven, pero ao non poder atravesar a membrana rebotarán nela, aínda que algunhas, momentaneamente, obstrúan os poros. Un detalle importante: obstrúense os poros do lado do azucre (alta concentración), polo que taponan o paso da auga.
- Na zona de auga, baixa concentración, tódalas moléculas que chegan aos poros son de auga e atravésana.
- Na zona de alta concentración chegan aos poros moléculas de auga e moléculas de azucre; xa que logo, haberá menos moléculas de auga capaces de atravesar a membrana cara á zona da auga pura.
O resultado final é que, aínda que a auga pasa da zona de baixa concentración á de alta concentración e viceversa, hai máis moléculas de auga que pasan dende a zona de baixa concentración á de alta. Dito doutro xeito: dando o suficiente tempo, parte da auga da zona sen azucre pasaría á de auga con azucre. A auga pasa da zona de baixa concentración á de alta concentración.
O explicado para auga e azucre pode aplicarse a calquera tipo de moléculas con tamaños diferentes.
Exemplos de osmose
editarA osmose é moi importante en bioloxía. Unha célula está rodeada dunha membrana semipermeable. Normalmente o seu interior ten máis concentración de moléculas grandes que o exterior, por iso a auga pode fluír dende o exterior ao interior. É o modo que teñen as células de "beber" (pinocitose).
Un puré de mazá deixado aos elementos podrece en poucos días debido ás bacterias. Se se lle engade moito azucre ao puré (marmelada) seguirá habendo bacterias, pero como hai moito azucre, o exterior das bacterias está máis concentrado que o seu interior, a auga -por osmose- pasa dende o interior das bacterias á contorna e morren desecadas. Esa é a explicación de que as marmeladas non se descompoñan.
O mesmo pasa co sal. A carne, por exemplo, podrece rapidamente ao aire pola acción das bacterias. Se se introduce nunha gran cantidade de sal, a auga das bacterias sae do seu interior cara á zona con sal. As bacterias morren resecas por falta de auga e a carne non se podrece. Ese é un dos mecanismos para producir xamóns ou chacinas.
As veas e as arterias son semipermeables. Se dentro delas hai moito líquido aumenta a presión. A inxesta de grandes cantidades de sal e a súa entrada nas arterias ocasiona que a auga do exterior das mesmas entre nelas aumentando a presión. Esta é a razón pola cal se recomenda a diminución no consumo de sal cando hai hipertensión arterial.
Se un peixe de auga doce chega ao mar, desécase, pois as súas células perden auga. Igualmente, se unha persoa bebe auga de mar, salgada, ao chegar ao estómago o fenómeno da osmose fai que a auga das células do estómago saia cara á auga de mar. As células do estómago resécanse e morren, e con elas a persoa. Por iso non se pode vivir bebendo auga de mar.
Osmose inversa
editarO descrito ata o de agora é o que ocorre en situacións normais, nas que os dous lados da membrana están á mesma presión. Se se aumenta a presión ao lado de maior concentración pode lograrse que a auga pase ao lado de baixa concentración. Pódese dicir que se está facendo o contrario da osmose, por iso chámase osmose inversa. Téñase en conta que na osmose inversa a través da membrana semipermeable só pasa auga. É dicir, a auga da zona de alta concentración pasa á de baixa concentración.
Se a alta concentración é de sal, por exemplo auga mariña, ao aplicar presión, a auga do mar pasa alén da membrana, pero non o sal. É dicir, a auga fíxose potable. A osmose inversa é, por iso, unha das formas de potabilizar a auga. Mediante este procedemento é posible obter auga potable partindo dunha fonte de auga salobre (menos de 15.000 microsiemens/cm de condutividade eléctrica) ou de auga de mar, que en condicións normais pode ter entre 20.000 e 55.000 microsiemens/cm de condutividade. A medida da condutividade da auga dá unha indicación da cantidade de sales disoltos que contén, dado que a auga pura non é condutora da electricidade.
Outro exemplo: tense auga con contaminante "X", cuxas moléculas teñen un tamaño de "E" micrómetros, sendo "E" maior que o tamaño da molécula de auga. Se se busca unha membrana semipermeable que deixe pasar moléculas de tamaño das da auga pero non de "E", ao aplicar presión (osmose inversa) obterase auga sen contaminante.