الخاصية الإسموزية
الخاصية الإسموزية تشير إلى حركة جزيئات السائل من منطقة إلى أخرى، حيث يفصل بينهما غشاء شبه منفذ، في محاولة لتحقيق التوازن بين المحلولين المتجاورين دون الحاجة إلى استهلاك طاقة. يقوم هذا الغشاء بالسماح لجزيئات المذيب بالمرور مع منع جزيئات المذاب. وتُعرف هذه الظاهرة أيضاً بعدة تسميات مثل التنافذ، التناضح، أو الانتشار الغشائي.
الضغط الإسموزي
الضغط الإسموزي، والذي يُعرف أيضاً بالضغط التناضحي، هو المصطلح المستخدم للدلالة على أقل ضغط يجب تطبيقه على السوائل لمنع حدوث الخاصية الإسموزية. يعني ذلك أن الضغط الذي يحتاجه السائل ذي الضغط المنخفض للتعادل مع السائل ذي الضغط المرتفع يحقق الاستقرار، مما يمنع انتقال السائل من جهة إلى أخرى عبر الغشاء. يستخدم الضغط الإسموزي أيضاً للإشارة إلى ميل المحلول لسحب الماء، وينطبق عليه قوانين الغازات، وبالتالي فإنه:
- يتناسب تناسباً طردياً مع التركيز المولي للمذاب.
- يتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة.
- يعتمد على عدد الجسيمات الموجودة في المحاليل.
أمثلة تطبيقية على الضغط الإسموزي
توجد العديد من العمليات التي تعتمد على الضغط الإسموزي، ومنها:
- امتصاص جذور النباتات للمياه من التربة. حيث يكون الضغط الإسموزي في التربة عادة أقل من الضغط داخل الشعيرات الماصة في الجذور، مما يسمح بانتقال المياه من التربة إلى الجذور. وإذا حدث تغير في هذا النظام، كما في حالة التصفية في تربة مالحة، فإن الماء يمكن أن ينتقل بالعكس مما يؤدي إلى جفاف النبات وموتها.
- غسيل الكلى، حيث يُستخدم جهاز يعمل بمبدأ الضغط الإسموزي لفصل البول عن الدم وتنقيته في حالات الفشل الكلوي.
يمكن ملاحظة هذه الظاهرة من خلال إجراء تجربة باستخدام قطع البطاطا، حيث تُوضع شرائح البطاطا في ماء مملح وتركها لبعض الوقت، مما يؤدي إلى انكماش الشرائح. كما يمكن وضع حبات الكرز الأحمر في ماء نقي وتركها لفترة، سيؤدي ذلك إلى انفجار الحبات بسبب دخول الماء إلى داخلها لموازنة الضغط الناتج عن المواد السكرية. تُلاحظ هذه النتيجة أيضاً في حقول الكرز بعد هطول الأمطار لفترات طويلة.
- تحلية المياه عن طريق عكس الضغط، حيث يتم تحلية مياه البحار وتنقية مياه الآبار من خلال تطبيق ضغط عالٍ يفوق الضغط الإسموزي، مما يسمح بانتقال الماء العذب في حال عدم وجود الأملاح عبر الأغشية شبه المنفذة. وتعتمد هذه الطريقة على نوع الغشاء المستخدم، حيث تُجرى العديد من الأبحاث لتحسين تركيبة الغشاء وضبط الضغط المناسب، لزيادة كفاءة العملية.
- انتقال الماء عبر خلايا جسم الإنسان.
