Odwrócona osmoza

Rysunek 1. Schemat odwróconej osmozy

Aby opisac proces odwróconej osmozy nalezy najpierw wyjasnic na czym polega zjawisko samej osmozy. Osmoza polega na fizycznym ruchu substancji rozpuszczonej poprzez pólprzepuszczalna membrane, w oparciu o róznice potencjalów chemicznych miedzy dwoma roztworami separowanymi przez te pólprzepuszczalna membrane.

Ponizszy przyklad sluzy demonstracji i lepszemu wyjasnieniu zjawiska. Zlewka z woda przedstawiona na rys. 1 jest podzielona przez srodek pólprzepuszczalna membrana. Czarna, kropkowana linia przedstawia pólprzepuszczalna membrane. Membrana ta ma zdolnosc dyfundowania wylacznie substancji rozpuszczonej, w tym przypadku czasteczek wody.

Po jednej stronie membrany dodajemy odrobine soli kuchennej (NaCl) (patrz rys.2). Roztwór slonej wody ma wiekszy potencjal chemiczny niz roztwór wodny po drugiej stronie membrany. Aby wyrównac róznice potencjalów chemicznych woda zaczyna dyfundowac poprzez membrane ze strony wodnej na strone wody slonej. Ruch ten nazywamy osmoza. Nacisk spowodowany transferem masy nazywamy cisnieniem osmotycznym.

Rysunek 2. Proces odwróconej osmozy

Rysunek 3. Cisnienie hydrauliczne powodujace odwrócona osmoze

Dyfuzja wody bedzie trwala dopóki nie zostanie osiagniety jeden z dwóch stanów. Albo roztwory sie wyrównaja, przynajmniej w takim stopniu, ze pozostajaca róznica w róznicach potencjalów zostanie zrekompensowana oporem spadku cisnienia dyfuzji przez membrane. Albo podnoszaca sie kolumna slonej wody wywrze odpowiedni nacisk ograniczajacy dalsza dyfuzje. Poprzez obserwacje mozna zmierzyc cisnienie osmotyczne roztworu, notujac punkt, w którym cisnienie czolowe powstrzymuje dalsza dyfuzje.

Powodujac cisnienie hydrauliczne wyzsze niz suma róznicy cisnienia osmotycznego I spadku cisnienia dyfuzji przez membrane mozemy spowodowac dyfuzje wody w przeciwnym kierunku (Rysunek 3), w strone bardziej zageszczonego roztworu. Proces ten to odwrócona osmoza. Im wyzsze cienienie tym szybciej przebiega dyfuzja. Dzieki odwróconej osmozie istnieje mozliwosc zageszczania róznych substancji rozpuszczonych, rozpuszczonych badz zawieszonych w roztworze.

Animacja flash odwróconej osmozy.