La ósmosis es un proceso que ocurre entre dos contenedores separados por una barrera semipermeable. Si la barrera tiene poros lo suficientemente grandes como para permitir el paso de las moléculas de agua, pero lo suficientemente pequeñas como para bloquear las moléculas de un soluto, el agua fluirá desde el lado con la menor concentración de soluto hacia el lado con mayor concentración. Este proceso continúa hasta que la concentración de soluto sea igual en ambos lados o el cambio de volumen resistente a la presión en el lado con mayor concentración excede la fuerza que impulsa el agua a través de la barrera. Esta presión es osmótica o hidrostática, y varía directamente con la diferencia en la concentración de solutos entre los dos lados.
TL; DR (Demasiado larga; No leída)
La presión osmótica conducir agua a través de una barrera impermeable aumenta con la diferencia en las concentraciones de solutos a ambos lados de la barrera. En una solución con más de un soluto, sume las concentraciones de todos los solutos para determinar la concentración total de soluto. La presión osmótica depende solo del número de partículas de soluto, no de su composición.
Presión osmótica (hidrostática)
El proceso microscópico real que impulsa la ósmosis es un tanto misterioso, pero los científicos lo describen así manera: las moléculas de agua son un estado de movimiento constante, y migran libremente a través de un contenedor no restringido para igualar su concentración. Si inserta una barrera en el contenedor a través del cual pueden pasar, lo harán. Sin embargo, si un lado de la barrera contiene una solución con partículas demasiado grandes para atravesar la barrera, las moléculas de agua que pasan desde el otro lado tienen que compartir espacio con ellas. El volumen en el lado con el soluto aumenta hasta que el número de moléculas de agua en ambos lados sea igual.
El aumento de la concentración de soluto reduce el espacio disponible para las moléculas de agua, lo que reduce su número. Esto, a su vez, aumenta la tendencia del agua a fluir hacia ese lado desde el otro lado. Para antropomorfizar levemente, mientras mayor sea la diferencia en la concentración de moléculas de agua, más "querrán" moverse a través de la barrera al lado que contiene el soluto.
Los científicos llaman a esto presión osmótica ansiosa o presión hidrostática, y es una cantidad mensurable Coloque una tapa en un recipiente rígido para evitar que se modifique el volumen y mida la presión necesaria para evitar que el agua se eleve mientras mide la concentración de la solución en el costado con más soluto. Cuando no se producen más cambios en la concentración, la presión que está ejerciendo sobre la cubierta es la presión osmótica, suponiendo que las concentraciones en ambos lados no se han igualado.
Relacionar la presión osmótica con la concentración de solutos
En la mayoría de las situaciones reales, como las raíces que extraen la humedad del suelo o las células que intercambian fluidos con su entorno, existe una cierta concentración de solutos en ambos lados de una barrera semipermeable, como una raíz o pared celular. La ósmosis ocurre siempre que las concentraciones sean diferentes, y la presión osmótica sea directamente proporcional a la diferencia de concentración. En términos matemáticos:
P = RT (ΔC)
donde T es la temperatura en Kelvins, ΔC es la diferencia en concentraciones y R es la constante de gas ideal.
La presión osmótica no depende del tamaño de las moléculas de soluto o su composición. Solo depende de cuántos de ellos hay. Por lo tanto, si hay más de un soluto presente en una solución, la presión osmótica es:
P = RT (C 1 + C 2 + ... C n) donde C 1 es la concentración de soluto uno, y así sucesivamente. Pruébelo usted mismo Es fácil hacerse una idea rápida del efecto de la concentración en presión osmótica. Mezcle una cucharada de sal en un vaso de agua y ponga en una zanahoria. El agua fluirá de la zanahoria al agua salada por ósmosis, y la zanahoria se marchitará. Ahora aumente la concentración de sal a dos o tres cucharadas y registre cuánto más rápida y completamente se encoge la zanahoria. El agua en una zanahoria contiene sal y otros solutos, por lo que ocurrirá lo contrario si la sumerge en agua destilada agua: la zanahoria se hinchará Agregue una pequeña cantidad de sal y registre cuánto menos tiempo le toma a la zanahoria hincharse o si se hincha al mismo tamaño. Si la zanahoria no se hincha o se marchita, ha logrado hacer una solución que tenga la misma concentración de sal que la zanahoria.
