الخاصية الإسموزية

تشير الخاصية الإسموزية إلى حركة جزيئات السائل من منطقة إلى أخرى عبر غشاء شبه منفذ، بهدف تحقيق توازن بين المحاليل المتجاورة دون استهلاك الطاقة. يعمل هذا الغشاء على السماح بجزيئات المذيب بالعبور، مع منع جزيئات المذاب من المرور. تُعرف هذه العملية أيضًا بمسميات أخرى، مثل: التنافذ، أو التناضح، أو الانتشار الغشائي.

الضغط الإسموزي

يعرف الضغط الإسموزي أيضًا بالضغط التناضحي، وهو المصطلح الذي يشير إلى الحد الأدنى من الضغط المطلوب لتجنب حدوث الخاصية الإسموزية في السوائل. أي أنه الضغط الذي يحتاجه السائل الذي يمتاز بضغط منخفض ليتوازن مع السائل الذي يكون ضغطه مرتفعًا، وبالتالي يحدث توازن يمنع انتقال السوائل عبر الغشاء. يستخدم الضغط الإسموزي أيضًا للدلالة على ميل المحلول لاستخراج الماء، وتنطبق عليه قوانين الغازات، مما يعني أنه:

  • يتناسب بشكل طردي مع التركيز المولي للمذاب.
  • يتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة.
  • يعتمد على عدد الجسيمات في المحاليل.

أمثلة تطبيقية على الضغط الإسموزي

ثمة العديد من العمليات التي تعتمد على الضغط الإسموزي، ومنها:

  • عملية امتصاص جذور النباتات للمياه من التربة. عادةً ما يكون الضغط الإسموزي في التربة أقل من الضغط داخل الشعيرات الماصة في الجذور، مما يؤدي إلى انتقال المياه من التربة إلى الجذور. ومع ذلك، إذا حدث خلل في هذا النظام، مثل وجود النبتة في تربة مالحة، يمكن أن تنتقل المياه بالعكس، مما يتسبب في جفاف النبتة وموتها.
  • غسيل الكلى، إذ يُعتمد على جهاز يعمل وفق مبدأ الضغط الإسموزي في فصل البول عن الدم، مما يؤدي إلى تنقيته.

يمكن تجربة هذه الخاصية عبر إجراء تجربة باستخدام شرائح البطاطا، حيث يتم وضعها في ماء مملح وتركها لبعض الوقت، وستلاحظ انكماش الشرائح. كما يمكن وضع حبات من الكرز الأحمر في ماء عذب وتركها لفترة، حيث سيتضح انفجار الحبات بسبب دخول الماء إليها كمحاولة لموازنة الضغط الناتج عن المواد السكرية بداخلها، وهو ما يمكن ملاحظته أيضًا في حقول الكرز خلال هطول المطر المستمر.

  • تحلية المياه بطرق عكسية، حيث تجرى عمليات تحلية مياه البحار وتنقية المياه الجوفية بالضغط العالي الذي يفوق الضغط الإسموزي، مما يسمح بانتقال الماء العذب وعبوره عبر الأغشية شبه المنفذة. تعتمد فعالية هذه الطريقة بشكل كبير على نوع الغشاء المستخدم، ويجري العديد من الأبحاث لتحسين تركيبة الغشاء والضغط المناسب لزيادة كفاءة العملية.
  • انتقال الماء عبر خلايا جسم الإنسان.