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Solución:
Solución 1:
Presión osmótica
- es consecuencia de la difusión neta de agua distinta de cero,
- que es consecuencia de actividades de agua desiguales en ambos lados de la membrana semipermeable,
- lo cual es consecuencia de que los solutos disueltos disminuyen la actividad del agua.
La presión osmótica de una solución libre es formalmente una presión externa necesaria para actuar sobre esta solución para mantener el equilibrio de difusión con el solvente puro en el otro lado de una membrana semipermeable.
La aplicación de presión externa conduce entonces a la bien conocida ósmosis inversa, ampliamente utilizada en la producción de agua desionizada (en sustitución de la costosa destilación) a partir de agua dulce, o en la desalinización de agua de mar.
La ósmosis continúa hasta que es completamente contrarrestada por la presión externa, por ejemplo, la atmosférica. Por ejemplo, si hay presión osmótica $pu1 atm$la ósmosis conduce a $pu10 millones$ columna de solución alta (eventualmente corregida por la densidad de la solución). Del mismo modo, necesitaría usar presión externa $pup > 1 atm$ para iniciar la ósmosis inversa.
Si un libro dice que la razón principal es la diferencia de presión hidrostática, está equivocado. Podemos tener 2 soluciones de la misma densidad, pero diferentes presiones osmóticas. Combinarlos en los lados opuestos de la membrana conduciría a un desequilibrio de los niveles de solución, incluso si fueran inicialmente iguales e incluso si la diferencia de presión hidrostática fuera cero.
Solución 2:
Además de la respuesta de Poutnik, me gustaría agregar algunos comentarios sobre la pregunta:
La primera afirmación ‘Osmosis de agua no es difusión de agua:….’ es incorrecta.
La causa de la ósmosis es simplemente la difusión: el disolvente puede difundirse a través de la membrana semipermeable, el soluto no. Es erróneo suponer que la difusión ocurre solo en la dirección de concentración decreciente; más bien es la diferencia en el potencial químico lo que impulsa esto.
La afirmación 2 también es incorrecta. No existe una interacción especial entre el soluto y la membrana semipermeable que provoca la ósmosis, aparte de que el soluto es demasiado grande para atravesarlo, pero el disolvente no.
La diferencia de presión no es lo que causa la ósmosis sino la igualación del potencial químico cuando se alcanza el equilibrio. La diferencia de presión es el resultado de este proceso.
Una solución hecha con un soluto no volátil (por ejemplo, una proteína) tiene una presión de vapor más baja que la del solvente puro debido al hecho de que parte del volumen de la solución ahora se toma con el soluto. En términos termodinámicos, esto significa que el potencial químico de la solución es menor que el del disolvente puro (es decir, la Ley de Raoult). Para restaurar equilibrio químico los potenciales químicos deben volverse iguales y esto se logra mediante la difusión del solvente en la solución, diluyéndola (es decir, tratando de convertirla en solvente puro y así aumentar su potencial químico). La consecuencia es que el volumen de la solución aumenta (p. ej., como se ve al empujar la solución por un tubo) ya una cierta presión hidrostática, se restablece el equilibrio.
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