Osmoza i odwrócona osmoza – na czym polegają?

Osmoza z definicji to przemieszczanie się rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę do roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej, która ma tendencję do wyrównywania stężeń substancji rozpuszczonej po obu stronach membrany. Jakie to ma znaczenie? Na czym polega odwrócona osmoza?

Osmozę stosuje się także w wielu dziedzinach, tak w nauce czy przemyśle, jak i w codziennym życiu (np. w procesie oczyszczania wody).Osmozę stosuje się także w wielu dziedzinach, tak w nauce czy przemyśle, jak i w codziennym życiu (np. w procesie oczyszczania wody).
Źródło zdjęć: © Adobe stock

Co to jest osmoza ?

Osmoza to naturalny proces, który polega na mieszaniu się dwóch cieszy za pośrednictwem półprzepuszczalnej membrany. Jest dyfuzją rozpuszczalnika, która rozdziela dwa roztwory o różnym stężeniu. Warto pamiętać, że dyfuzja jest pojęciem szerszym i dotyczy wszystkich związków.

W procesie dyfuzji — inaczej niż w przypadku osmozy — nie występuje półprzepuszczalna membrana. Osmoza jest więc szczególnym rodzajem dyfuzji. Termin osmoza po grecku oznacza „pchnięcie” lub „impuls”, co doskonale ujmuje istotę zjawiska. Po raz pierwszy użył go Jean-Antoine Nollet, profesor fizyki eksperymentalnej, w 1747 r.

Jak przebiega osmoza?

W dużym uproszczeniu osmoza polega na przechodzeniu przez membranę cząsteczek cieczy z roztworu o stężeniu mniejszym (hipotonicznym) do roztworu o stężeniu większym (hipertonicznym), to jest takim, który ma większe stężenie cząsteczek.

Zjawisko osmozy zachodzi we wszystkich organizmach żywych. Rośliny wykorzystują zjawiska osmotyczne do transportu wody od korzeni do liści. U zwierząt jest ona elementem procesów homeostazy.

Oczyszczanie wody za pomocą osmozy

Osmozę stosuje się także w wielu dziedzinach, tak w nauce czy przemyśle, jak i w codziennym życiu (np. w procesie oczyszczania wody). Dzięki niej można na przykład usunąć zanieczyszczenia i sprawić, że woda będzie czysta. Na czym to polega?

Proces osmozy polega na przepływie czystej wody przez membranę półprzepuszczalną, z wyższego stężenia rozpuszczonej substancji do obszaru o niższym stężeniu — aż do osiągnięcia równowagi w procentach rozpuszczonych substancji po obu stronach membrany. Jeśli ciśnienie jest wystarczająco wysokie (nazywane ciśnieniem osmotycznym), aby zatrzymać przepływ wody przez membranę, proces zostaje zatrzymany.

Membrana przepuszcza pewne cząsteczki (np. cząsteczki wody), ale innych nie (np. cząsteczki soli). Jest to możliwe, ponieważ zarówno cząsteczki rozpuszczalnika, jak i substancji rozpuszczonej wewnątrz cieczy pozostają w spontanicznym, chaotycznym, ciągłym, ruchu. Przemieszczają się we wszystkich kierunkach. Oznacza to, że pewne jest, iż każda z nich zderzy się z membraną. W sytuacji, gdy trafi w miejsce, gdzie znajduje się otwór, przepływa na drugą stronę.

Aby doszło do osmozy, błona rozdzielająca roztwory musi mieć inną przepuszczalność dla rozpuszczalnika, a inną dla substancji rozpuszczonej. Oznacza to, że błona przepuszcza mniejsze cząsteczki rozpuszczalnika i zatrzymuje większe cząsteczki substancji rozpuszczonej.

Co to jest odwrócona osmoza?

Odwrócona osmoza to proces wykorzystywany w filtrach do wody, w którym by usunąć z wody zanieczyszczenia i substancje organiczne, pozostawiając jedynie czystą i krystaliczną wodę, stosuje się membranę osmotyczną. Proces odwróconej osmozy jest podobny do procesu osmozy, jednak odbywa się w odwrotnym kierunku. Jak to działa?

Membrana jest traktowana jako filtr, za pomocą którego rozpuszczone substancje są odfiltrowywane z wody. W jej przebiegu wykorzystuje się wysokie ciśnienie po stronie roztworu, dzięki czemu woda może przepłynąć przez membranę osmotyczną z zanieczyszczonej wody (obszar o wyższym stężeniu rozpuszczonej substancji) do czystej wody (obszaru o niższym stężeniu).

Oczyszczanie wody za pomocą odwróconej osmozy

Odwracając ciśnienie osmotyczne i przepychając wodę pod ciśnieniem przez membranę, małe cząsteczki wody mogą przechodzić przez membranę, a większe cząsteczki lub cząsteczki chemiczne — nie.

W rezultacie czysta woda jest zbierana po stronie wewnętrznej membrany. Zanieczyszczenia pozostają z tyłu, w przestrzeni przed membraną. W ten sposób woda jest oczyszczana z:

  • bakterii,
  • wirusów,
  • metali ciężkich,
  • związków organicznych (pestycydy, herbicydy, leki, detergenty),
  • soli mineralnych (chlor, fluor, siarczany, węglany, sód, magnez czy wapń).

Proces odwróconej osmozy filtruje zanieczyszczenia, lecz pozbawia wodę związków wapnia i magnezu, które odpowiadają za utrzymanie minimalnej twardości wody, stąd wodę trzeba mineralizować.

Woda poddawana procesowi odwróconej osmozy jest nie tylko czysta, ale i smaczna. Może być stosowana do picia, gotowania, przygotowywania kawy czy herbaty. Filtr z odwróconą osmozą zazwyczaj montuje się w szafce pod zlewem kuchennym.

Treści w naszych serwisach służą celom informacyjno-edukacyjnym i nie zastępują konsultacji lekarskiej. Przed podjęciem decyzji zdrowotnych skonsultuj się ze specjalistą.

Źródło artykułu: WP abcZdrowie
Wybrane dla Ciebie
Przyczyny choroby Parkinsona. Naukowcy mają nową hipotezę
Przyczyny choroby Parkinsona. Naukowcy mają nową hipotezę
Surowsze kary za ataki na medyków. Komunikat Ministerstwa Sprawiedliwości
Surowsze kary za ataki na medyków. Komunikat Ministerstwa Sprawiedliwości
Pamiętaj, zanim spuścisz wodę. Ważna informacja o zdrowiu
Pamiętaj, zanim spuścisz wodę. Ważna informacja o zdrowiu
Daria Trafankowska zmarła na raka trzustki. Takie są "ciche" objawy choroby
Daria Trafankowska zmarła na raka trzustki. Takie są "ciche" objawy choroby
Na jakiego specjalistę musieliśmy czekać najdłużej? Jest nowy raport NFZ
Na jakiego specjalistę musieliśmy czekać najdłużej? Jest nowy raport NFZ
Otyłość to choroba przewlekła. Tak powinno wyglądać prawidłowe leczenie
Otyłość to choroba przewlekła. Tak powinno wyglądać prawidłowe leczenie
Sanepid ostrzega. Odstaw ten produkt, lepiej go nie jeść
Sanepid ostrzega. Odstaw ten produkt, lepiej go nie jeść
Tak zmieni się system zdrowia w 2026 roku. Flagowy projekt "mnoży wątpliwości"
Tak zmieni się system zdrowia w 2026 roku. Flagowy projekt "mnoży wątpliwości"
Zasnęła z grypą, obudziła się po amputacji rąk i nóg. "Nic nie mogę zmienić"
Zasnęła z grypą, obudziła się po amputacji rąk i nóg. "Nic nie mogę zmienić"
Miał 19 lat. Wykryli u niego chorobę Alzheimera
Miał 19 lat. Wykryli u niego chorobę Alzheimera
Rak jelita grubego dawał jeden objaw. "Czekanie na wyniki było straszne"
Rak jelita grubego dawał jeden objaw. "Czekanie na wyniki było straszne"
Nowe przypadki ptasiej grypy w Polsce. Czy choroba stanowi zagrożenie dla ludzi?
Nowe przypadki ptasiej grypy w Polsce. Czy choroba stanowi zagrożenie dla ludzi?