Osmose e Difusão
Osmose é a difusão da água, ou o movimento natural da água de uma área de solução mais diluída para uma área de uma solução mais concentrada, muitas vezes através de uma membrana selectivamente permeável, numa tentativa de equilibrar as duas concentrações. O processo de difusão ocorre devido ao movimento browniano ou ao movimento de partículas devido à sua cinética energética natural. A osmose e a difusão tomam placenaturalmente e ocorrem em quase todos os sistemas vivos e não vivos, até certo ponto. Muitos animais e organismos microscópicos desenvolveram formas especiais de regular a osmose e a difusão quando precisam de torturizar qualquer um dos processos. É por isso que muitos animais de água doce não conseguem sobreviver em água salgada e vice-versa.
Quando as células movem materiais através das suas membranas de plasma por difusão, chama-se transporte passivo, uma vez que não é necessária energia. No entanto, se o sistema exigir que as moléculas sejam movimentadas contra o fluxo de difusão, deve ser utilizado o transporte activo e é necessária energia. Isto é necessário também para alimentos digeridos, bem como para muitas outras aplicações. Considere o resultado de apenas ser capaz de difundir metade dos alimentos que ingere para o fluxo de sangue se o transporte activo não for possível.
É possível parar o processo de osmose, aplicando uma pressão significativa ao lado do sistema para parar este movimento através da membrana selectivamente permeável. Isto é conhecido como a pressão osmótica e é calculado utilizando a fórmula π = mKosm, onde π é a pressão osmótica, m é a molalidade e Kosm é uma constante. A constante Kosm é dependente da temperatura, portanto, é necessário substituir variáveis da Lei do Gás Ideal para derivar a equação π = MRT, onde M é a molaridade, R é a constante do gásideal e T é a temperatura em Kelvin.
O processo de osmose inversa é o processo de purificação de água salgada através da superação da pressão osmótica da água forçando as moléculas a um tubo que contém apenas água purificada. Isto é possível porque a membrana é escolhida de modo a que apenas as pequenas moléculas de água possam ser espremidas através da membrana e o maior e dissolvido ionscannot. Este processo também pode ser completado através da destilação da água, aquecendo-a até ao ponto de ebulição e condensando o vapor de água num recipiente separado. Uma vez que os iões não vaporizam com a água, permanecem no tanque original para serem removidos mais tarde.
Quanta pressão seria necessária para purificar uma água salgada de 2L que tem 292,5g de cloreto de sódio dissolvido se a temperatura do recipiente for 25˚C?