Osmoza i dyfuzja
Osmoza to dyfuzja wody lub naturalny ruch wody z obszaru bardziej rozcieńczonego roztworu do obszaru bardziej stężonego roztworu, często przez selektywnie przepuszczalną membranę, w celu zrównoważenia dwóch stężeń. Proces dyfuzji odbywa się dzięki ruchowi Browna lub ruchowi cząsteczek wynikającemu z ich naturalnej energii kinetycznej. Osmoza i dyfuzja odbywają się w sposób naturalny i występują w prawie wszystkich żywych i nieożywionych systemach w pewnym stopniu. Wiele zwierząt i mikroskopijne organizmy havedeveloped specjalne sposoby regulacji osmozy i dyfuzji, gdy muszą odwrócić albo proces. To dlatego wiele zwierząt z wód słodkich nie może przetrwać w wodach słonych i vice versa.
Kiedy komórki przemieszczają materiały przez swoje błony plazmatyczne przez dyfuzję, nazywa się to transportem biernym, ponieważ nie jest wymagana energia. Jednakże, jeśli system wymaga, aby cząsteczki były przemieszczane w kierunku przeciwnym do przepływu dyfuzji, musi być stosowany transport aktywny i wymagana jest energia. Jest to konieczne w przypadku trawienia pokarmu, jak również wielu innych zastosowań. Weźmy pod uwagę, że gdyby transport aktywny nie był możliwy, to do krwiobiegu mogłaby przedostać się tylko połowa pokarmu, który spożywamy.
It ispossible to stop the process of osmosis by applying significant pressure to oneide of the system to stop this movement through the selectively permeablemembrane. Jest to znane jako ciśnienie osmotyczne i jest obliczane przy użyciu wzoru π = mKosm, gdzie π jest ciśnieniem osmotycznym, m jest molalnością, a Kosm jest stałą. Stała Kosm jest zależna od temperatury, dlatego konieczne jest zastąpienie zmiennych z Prawa Gazu Idealnego, aby wyprowadzić równanie π = MRT, gdzie M jest molowością, R jest stałą gazową, a T jest temperaturą w Kelwinach.
Proces odwróconej osmozy jest procesem oczyszczania słonej wody poprzez pokonanie ciśnienia osmotycznego wody, zmuszając cząsteczki do rurki, która willcontain tylko oczyszczonej wody. Jest to możliwe, ponieważ membrana jest tak dobrana, że tylko małe cząsteczki wody mogą być przeciskane przez membranę, a większe, rozpuszczone jony nie mogą. Proces ten może być również osiągnięty przez destylację wody poprzez podgrzanie jej do temperatury wrzenia i skondensowanie pary wodnej w oddzielnym pojemniku. Ponieważ jony nie odparowują wraz z wodą, pozostają w pierwotnym zbiorniku, aby zostać usunięte później.
Jakie ciśnienie byłoby wymagane do oczyszczenia 2L słonej wody, w której rozpuszczono 292,5g chlorku sodu, jeśli temperatura zbiornika wynosi 25˚C?