„Ozmózis” változatai közötti eltérés

Az [[oldat]]okban az oldott anyagok a teljes térfogatban igyekszenek a teret homogénen betölteni, hasonlóan, mint a gázok a rendelkezésre álló tér egyenletes kitöltésére törekszenek. Ha ezt nem akadályozza semmi, akkor ez a homogenizálódás [[diffúzió]] útján valósulhat meg. A nem homogén – tehát inhomogén, vagy heterogén – rendszerben a [[komponens]]ek [[kémiai potenciál]]ja a hely függvényében nem azonos, ezért önként olyan folyamatok játszódnak le, amelyek az oldatokban és a gázokban is a komponensek egyenletes eloszláshoz vezethetnek ([[Transzportjelenség]]).

 

Az oldatokban az oldódó részecskék – [[Molekula|molekulák]], [[ion]]ok – oldószer-molekulákat kötnek meg maguk körül, – [[Szolvatáció|szolvatálódnak]] (a vizes rendszerekben ezt a folyamatot [[hidratáció]]nak nevezik).

Ha híg az oldat, akkor az oldott részecskék körül szabadon kialakul a szolvátréteg és marad szabad oldószer-molekula, amely nem tartozik a szolvátburokhoz. A szolvatált részecskék – amelyeknek a mérete többszöröse mind az oldószer, mind pedig a nem szolvatált részecskék méretének – a diffúziós mozgás közben együtt mozognak a szolvátburokkal, egy mozgó egységet képeznek.

Ha a részecskék mozgását akadályozzuk, például féligáteresztő fal, vagy hártya választja el az oldatot a tiszta oldószertől, vagy egy hígabb oldattól, akkor csak a kisebb méretű részecskék – az oldószer molekulák – képesek a féligáteresztő rétegen átjutni, a nagy átmérőjű hidratált részecskék viszont nem. Ennek az lesz a következménye, hogy a töményebb oldat térfogata növekszik, a hígabb oldaté pedig csökken és a jelenség addig tart, amíg a két oldat koncentrációja ki nem egyenlítődik. Az ilyen koncentráció-kiegyenlítődési folyamatot nevezzük '''ozmózisnak'''.

 

 

Az ozmózis oka az, hogy a [[kémiai potenciál]]különbség van az egymással érintkező két oldat [[komponens]]ei között és az önként végbemenő kiegyenlítődés folyamán a részecskék méretviszonyai miatt a kisebb koncentrációjú oldat felől több oldószer-molekula jut időegység alatt a féligáteresztő hártyán keresztül a töményebb oldatba, mint onnét vissza a hígabb oldatba. Ennek az egyensúlyra vezető folyamatnak az eredményeként az oldott anyag kémiai potenciálja a töményebb oldatban csökken (a vízé pedig nő), a kisebb koncentrációjú oldatban pedig az oldott anyag kémiai potenciálja megnő (a vízé pedig csökken).

 

 

 

Megakadályozható ez az önként végbenő folyamat, ha az [[oldat]] felől kellően nagy nyomással az oldószer molekulákat a féligáteresztő hártyán keresztül visszakényszerítjük a kisebb koncentrációjú oldatba. Ha a nyomás éppen akkora, hogy időegység alatt mindkét irányba ugyanannyi oldószer molekula halad át a féligáteresztő membránon, akkor kialakul egy dinamikus egyensúly. Azt a nyomást, amit ki kell fejteni, hogy ez a dinamikus egyensúly megvalósuljon, '''ozmózisnyomásnak''' nevezzük.

Az összefüggésben:

:''π'' az ozmózisnyomás, Pa

:''g'' a [[nehézségi gyorsulás]], 9,81 m/s²

:''h'' a folyadékoszlop magassága, m

:''M''_A az oldószer moláris tömege, g/mol

 

 

 

 

:<math>x_\mathrm B = \frac{c_\mathrm B M_\mathrm A}{\rho}</math>

alakban is felírható, ami nagyon hasonló a [[Ideális gáz|tökéletes gázokra]] vonatkozó [[Gáztörvény|általános gáztörvényhez]]. Bármely anyag ozmózisnyomása ugyanakkora, mint volna a gáz [[nyomás]]a ugyanazon a hőmérsékleten, ha az oldatban rendelkezésre álló teret gáz alakban töltené ki. E törvény az ozmózisnyomásra vonatkozó '''van 't Hoff-törvény'''.

 

 

Az ozmózisnyomásnak fontos gyakorlati jelentősége van például az élő szervezetekben. A [[növény]]i és [[állat]]i [[sejt]]ek jelentős része vizes [[oldat]], amelyet olyan féligáteresztő (szemipermeábilis) hártya vesz körül, amely a vizet átengedi, a nedvekben oldott más anyagokat nem. Vízbe helyezve a sejtet az ozmózisnyomás következtében a [[víz]] behatol a sejtbe, a sejt megduzzad, esetleg szét is szakad. Ilyen folyamat eredménye például az érett gyümölcsök széthasadása sok eső esetén. A növényi nedvek ozmózisnyomása a 20 [[Nyomás|bart]] is elérheti. Ez teszi lehetővé, a nedvesség – s vele együtt a tápanyag – felszívódását a magas növények csúcsáig.

Számos ipari technológia, például a víz sótalanítása, a [[cukor]]gyártás elméleti alapját jelenti az ozmózis jelenség és vele összekapcsolódva a [[Dffúzió|diffúziós]] folyamat.

 

 

:[[Fordított ozmózis]]

[[es:Ósmosis]]

[[et:Osmoos]]

[[fa:اسمز]]

[[fi:Osmoosi]]