Osmoza

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Osmoza (prema grč. : guranje, tiskanje) je proces difuzije otapala koja se očituje pri odjeljivanju dviju otopina selektivno polupropusnom membranom (membrana propusna na otapalo, ali ne i na otopljenu tvar). Otapalo se, zbog razlika u koncentracijama otopljenih tvari (iona ili molekula), preko membrane kreće s mjesta veće na mjesto manje koncentracije, kako bi se izjednačile koncentracije s obje strane membrane. Osmoza se objašnjava time što otopine s većom koncentracijom sadrže veću količinu slobodne energije, pa budući da polupropusna membrana propušta samo molekule otapala, a ne i otopljene tvari, molekule otapala teže proći kroz membranu s mjesta veće slobodne energije na mjesto manje.

Pri difuziji molekula otapala kroz membranu dolazi do porasta nivoa tekućine na jednoj strani membrane i smanjenja nivoa tekućine na drugoj strani. Porast nivoa tekućine na jednoj strani stvara hidrostatski tlak koji se suprotstavlja osmozi tj. osmotskom tlaku koji djeluje na membranu. Kada se ova dva tlaka izjednače, uspostavit će se ravnoteža i završit će proces difuzije, tj. više neće doći do podizanja nivoa tekućine. Tlak pri kome se uspostavlja ova ravnoteža naziva se efektivni osmotski tlak. Osmotski je tlak veći što je koncentracija otopine veća, i obrnuto.

Molekule otapala teže difuziji iz otopine s nižom (hipotonična otopina) u otopinu s višom koncentracijom otopljene tvari (hipertonična otopina).
Osmolaritet je relativna koncentracija otopljene tvari u sredini u kojoj se nađe stanica.

Stanična osmoza[uredi VE | uredi]

Osmoza u stanici nastupa zbog razlike u osmolaritetu citoplazme s unutrašnje, i otopine s vanjske strane membrane, što dovodi do smežuravanja i bubrenja stanice. Češća pojava bubrenja i lize stanice nastupa zbog veće koncentracije otopljenih iona i malih organskih molekula u stanici, zbog čega je ona hipertonična u odnosu na svoju okolinu, pa voda ulazi u stanicu.

Stanice se problemu visokog osmolariteta prilagođavaju, ovisno o carstvu kojem pojedini organizam pripada:

Stanice biljaka, alga, gljiva, i većine bakterija obavijene sustaničnom stijenkom koja je dovoljno čvrsta da spriječi rasprsnuće stanice u hiptonočnoj otopini. U njima se, uslijed ulaska vode, stvara turgorski tlak koji onu količinu vode koja uđe tjera van, pa su biljna tkiva iznimno jaka. U hipetoničnoj otopini izlazak vode uzrokuje odvajanje membrane od stanične stijenke, te dovodi do procesa plazmolize i uvenuća biljke.
Životinjske stanice problem osmolariteta rješavaju aktivnim izbacivanjem anorganskih iona i smanjivanjem razlike u koncentracijama otopljenih tvari (prvenstveno natrija) između stanice i njezine okoline (Na|K crpka). Pri tome troše značajne količine energije.
Prikaz rada povratne osmoze kod desalinizacije morske vode korištenjem izmjenjivača tlaka:
1: Ulaz morske vode,
2: Izlaz slatke vode (40%),
3: Otpadna voda (60%),
4: Protok morske vode (60%),
5: Koncentrirani odvod (gušći od morske vode),
A: Protočna crpka (40%),
B: Protočna crpka,
C: Uređaj za povratnu osmozu s polupropusnom membranom,
D: Izmjenjivač tlaka.

Povratna osmoza[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Povratna osmoza
Povratna osmoza, obrnuta osmoza ili reverzna osmoza je metoda koja služi za dobivanje pitke vode iz slane vode. Postupak koristi polupropusnu membranu kroz koju prolazi čista voda a zaostaju soli. Tlak slane vode mora biti oko 25 bar, što ovu metodu čini skupom za proizvodnju većih količina svježe vode. Kloridi, amonijak i ugljikov dioksid su male molekule pa prolaze polupropusnu membranu, te ih treba naknadno ukloniti aktivnim ugljenom. Neke bakterije i virusi takoder prolaze polupropusnu membranu, pa i njih treba dezinficirati (kloriranje, ozon, UV svjetiljka, sunčeva dezinfekcija). [1]

Povratna osmoza ili reverzna osmoza je skoro savršen proces filtriranja vode. Ovaj proces omogućuje odstranjivanje najsitnijih čestica iz vode. Povratna osmoza se koristi za pročišćavanje vode i odstranjivanje neorganskih minerala, soli i ostalih nečistoća u cilju poboljšanja izgleda, ukusa i ostalih svojstava vode. Tako se dobija kvalitet voda za piće koji zadovoljava sve standarde voda za piće. Nakon poznatih načina prečišćavanje vode industrijskom filtracijom (gradski vodovod i tvornice), prokuhavanjem i kloriranjem, došlo se do tehnički skoro savršenog načina filtriranja vode, koji gotovo od svake zagađene vode može načiniti zdravu pitku voda. Osmotske membrane koje se koriste u ovom postupku imaju toliko sitne otvore da kroz njih mogu proći gotovo samo molekule čiste vode, a sve nečistoće ostaju na membrani i izbacuju se preko odvoda kao tehnička otpadna voda. Ovakvim načinom filtracije vode dobija se voda za piće visoke kvalitete, koja se može koristiti i u medicinske svrhe (voda za bebe). [2]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. [1] "Reverzna osmoza", Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar, www.glossary.periodni.com, 2012.
  2. [2] "Kondicioniranje vode", www.grad.unizg.hr, 2012.