Два важных процесса массопереноса в химии и биологии – это диффузия и осмос.
Определение осмоса
Осмос – это процесс, при котором молекулы растворителя перемещаются через полупроницаемую мембрану из разбавленного раствора в более концентрированный раствор (который становится более разбавленным). В большинстве случаев растворителем является вода. Однако растворителем может быть другая жидкость или даже газ. Осмос можно заставить работать.
История
Явление осмоса было первым документом в 1748 году Жаном-Антуаном Нолле. . Термин «осмос» был придуман французским врачом Рене Иоахимом Анри Дютроше, который получил его от терминов «эндосмос» и «экзосмос».
Как работает осмос.
Осмос действует для выравнивания концентрации с обеих сторон мембраны. Поскольку частицы растворенного вещества не могут пересекать мембрану, перемещаться должна вода (или другой растворитель). Чем ближе система к равновесию, тем более стабильной она становится, поэтому осмос является термодинамически благоприятным.
Пример осмоса
Хороший пример осмоса – это когда красные кровяные тельца помещаются в пресную воду. Клеточная мембрана красных кровяных телец представляет собой полупроницаемую мембрану. Концентрация ионов и других молекул растворенных веществ внутри клетки выше, чем вне ее, поэтому вода перемещается в клетку посредством осмоса. Это вызывает набухание клеток. Поскольку концентрация не может достичь равновесия, количество воды, которая может перемещаться в клетку, сдерживается давлением клеточной мембраны, действующим на содержимое клетки. Часто клетка поглощает больше воды, чем может выдержать мембрана, в результате чего клетка лопается.
Связанный термин – осмотическое давление. Осмотическое давление – это внешнее давление, которое необходимо приложить таким образом, чтобы не было чистого движения растворителя через мембрану.