Osmose is een proces dat plaatsvindt tussen twee containers gescheiden door een semi-permeabele barrière. Als de barrière poriën heeft die groot genoeg zijn om watermoleculen door te laten, maar klein genoeg om de moleculen van een opgeloste stof te blokkeren, stroomt water vanaf de zijkant met de kleinere concentratie opgeloste stof naar de kant met de grotere concentratie. Dit proces gaat door totdat de concentratie van de opgeloste stof aan beide zijden gelijk is of de druk die de volumeverandering weerlegt aan de kant met de hogere concentratie groter is dan de kracht die het water door de barrière drijft. Deze druk is osmotische of hydrostatische druk en varieert direct met het verschil in opgeloste stofconcentratie tussen de twee zijden.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De osmotische druk het aandrijven van water over een ondoordringbare barrière neemt toe met het verschil in opgeloste concentraties aan beide zijden van de barrière. Voeg in een oplossing met meer dan één opgeloste stof de concentraties van alle opgeloste stoffen om de totale opgeloste concentratie te bepalen. Osmotische druk hangt alleen af ​​van het aantal opgeloste deeltjes, niet van hun samenstelling.

Osmotische (hydrostatische) druk van

Het eigenlijke microscopische proces dat osmose aandrijft is een beetje mysterieus, maar wetenschappers beschrijven het dit manier: Watermoleculen zijn een staat van constante beweging en ze migreren vrij door een onbeperkte container om hun concentratie te egaliseren. Als je een barrière in de container steekt waardoor ze kunnen passeren, doen ze dat. Als echter één kant van de barrière een oplossing bevat met deeltjes die te groot zijn om door de barrière te komen, moeten de watermoleculen die van de andere kant passeren, de ruimte met hen delen. Het volume aan de kant met de opgeloste stof neemt toe totdat het aantal watermoleculen aan beide zijden gelijk is.

Door de concentratie opgeloste stof te vergroten, wordt de beschikbare ruimte voor watermoleculen verminderd, waardoor hun aantal kleiner wordt. Dit op zijn beurt verhoogt de neiging van het water om vanaf de andere kant in die zijde te stromen. Om iets te antropomorfiseren, hoe groter het verschil in concentratie van watermoleculen, hoe meer ze "willen" om over de barrière naar de kant met de opgeloste stof te bewegen.

Wetenschappers noemen deze hunkerende osmotische druk of hydrostatische druk, en het is een meetbare hoeveelheid. Plaats een deksel op een stijve houder om te voorkomen dat het volume verandert en meet de benodigde druk om te voorkomen dat het water stijgt terwijl u de concentratie van de oplossing meet aan de kant met de meeste opgeloste stof. Wanneer er geen verdere concentratieverschillen optreden, is de druk die u op de dekking uitoefent de osmotische druk, ervan uitgaande dat de concentraties aan beide zijden niet gelijk zijn.

Betrokken osmotische druk op opgeloste concentratie

In de meeste reële situaties, zoals wortels die vocht uit de grond trekken of cellen die vloeistoffen uitwisselen met hun omgeving, bestaat er aan beide zijden van een semi-permeabele barrière een bepaalde concentratie opgeloste stoffen, zoals een wortel of celwand. Osmose treedt op zolang de concentraties verschillend zijn en de osmotische druk rechtevenredig is met het concentratieverschil. In wiskundige termen:

P = RT (ΔC)

waarbij T de temperatuur in Kelvins is, AC het concentratieverschil is en R de ideale gasconstante is.

Osmotische druk is niet afhankelijk van de grootte van de opgeloste moleculen of hun samenstelling. Het hangt er alleen vanaf hoeveel er zijn. Dus als er meer dan één opgeloste stof in een oplossing aanwezig is, is de osmotische druk:

P = RT (C _{1 + C 2 + ... C n)}

waarbij C _{1 de concentratie van opgeloste stof één is, enzovoort.}

Test It Yourself -

Het is gemakkelijk om een ​​snel idee te krijgen van het effect van concentratie op osmotische druk. Meng een eetlepel zout in een glas water en doe er een wortel in. Water zal uit de wortel in het zoute water stromen door osmose en de wortel zal verschrompelen. Verhoog nu de zoutconcentratie tot twee of drie eetlepels en registreer hoe veel sneller en volledig de wortel verschrompelt.

Het water in een wortel bevat zout en andere opgeloste stoffen, dus het omgekeerde gebeurt als u het in gedestilleerd dompelt water: de wortel zal zwellen. Voeg een kleine hoeveelheid zout toe en noteer hoeveel minder tijd het nodig heeft om de wortel te laten zwellen of dat hij opzwelt tot dezelfde grootte. Als de wortel niet zwelt of verschrompelt, is het je gelukt om een ​​oplossing te maken met dezelfde zoutconcentratie als de wortel.