Osmóza

Veľkosť osmózy je daná rozdielom osmotických tlakov na oboch stranách polopriepustnej membrány.[1]

Základným predpokladom osmózy (v užšom zmysle) je prítomnosť polopriepustnej membrány. Polopriepustná membrána je membrána priepustná pre rozpúšťadlo a menej priepustná alebo nepriepustná pre rozpustené látky. Ak je polopriepustná membrána čiastočne priestupná pre rozpustené látky, môže so sebou voda prechádzajúca cez membránu strhávať aj molekuly rozpustenej látky.[1] Polopriepustnosť membrány je v prírode vyriešená úplne prirodzene, pretože molekula vody (ako najčastejší príklad látky transportovanej pri osmóze v prírode) je jedna z najmenších molekúl vôbec. Molekula vody je zložená z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka. Vodík je najmenším atómom v prírode a kyslík je len o niečo väčší. Preto je aj molekula vody takmer vždy menšia od prvkov a zlúčenín, ktoré sú v nej rozpustené. To inými slovami znamená, že kým malé molekuly vody cez membránu prenikajú pomerne ľahko, takmer všetky ostatné zlúčeniny rozpustené vo vode sa cez malé póry membrány dostávajú len veľmi ťažko.[4]

Ďalším predpokladom osmózy (v užšom zmysle) je rozdiel v koncentráciách roztokov na oboch stranách membrány. Ak je totiž na oboch stranách polopriepustnej membrány napríklad čistá voda, molekuly vody prechádzajú cez stenu membrány v oboch smeroch tam aj späť, presne v rovnakom množstve. To znamená, že nenastáva žiadny čistý prietok a objem roztokov na oboch stranách membrány sa nemení. Ak je naopak na jednej strane membrány roztok s vyššou koncentráciou (napr. voda s rozpustenými látkami) a na druhej strane roztok s nižšou koncentráciou (napr. čistá voda), na stenu membrány naďalej narážajú molekuly z oboch strán, presne rovnakou mierou. Keďže však niektoré molekuly narážajúce na stenu membrány zo strany roztoku s vyššou koncentráciou sú molekulami rozpustenej látky, ich veľkosť je väčšia a preto cez membránu neprejdú. Takto molekuly zo strany roztoku s vyššou koncentráciou prechádzajú na stranu roztoku s nižšou koncentráciou v menšej miere. To má za následok, že zo strany roztoku s nižšou koncentráciou prejde na stranu s roztokom s vyššou koncentráciou viac molekúl. Za predpokladu, že membrána nepraskne, tento čistý prietok rozpúšťadla (vody) zo strany roztoku s nižšou koncentráciou na stranu roztoku s vyššou koncentráciou bude postupne spomaľovať, až kým sa úplne nezastaví v momente, kedy tlak zo strany roztoku s vyššou koncentráciou (kde sa zbiera viac a viac rozpúšťadla, teda vody, a zvyšuje sa jeho hladina) nebude taký veľký, že sa pohyb molekúl v oboch smeroch vyrovná: nastáva dynamická rovnováha.[4]

Často uvádzaným príkladom osmózy je bunka. Cytoplazmatická membrána je selektívne priepustná membrána, približne ju možno považovať za semipermeabilnú membránu. Keď je bunka obklopená vodou, molekuly vody prechádzajú cez cytoplazmatickú membránu z priestoru s nižšou koncentráciou roztoku (z okolia bunky) do priestoru s vyššou koncentráciou roztoku (do vnútra bunky).[4]

Na princípe osmózy bola v novembri 2009 spustená prvá osmotická elektráreň.[5]

• Príjem a výdaj látok - Biopedia