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Qué es la ósmosis inversa

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Qué es la ósmosis inversa

 

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La ósmosis es una caso especial de difusión molecular en el que dos soluciones, en lugar de estar separadas por una membrana permeable tanto para los solutos como para el solvente, están separadas por una membrana semipermeble que solamente puede ser atravesada por las moléculas de solvente (por ejemplo agua), pero no puede ser atravesada por las partículas de soluto (por ejemplo iones de Sodio, Calcio o Cloro). Si dos soluciones de agua con sal están separadas por una membrana semipermeable, solamente podrán atravesar a dicha membrana las moléculas de agua. El movimiento del agua a través de la membrana semipermeable ocurrirá desde la solución de mayor concentración porcentual de agua hacia la solución con menor concentración porcentual de agua, o lo que es igual a decir que el agua se moverá de la solución con menor concentración porcentual de sal hacia la solución con mayor concentración porcentual de sal. Este movimiento de moléculas de agua continuará hasta que se logre el equilibrio en la concentración porcentual de agua y sal en ambas soluciones. Este movimiento de moléculas de agua hacia la solución más concentrada genera una presión sobre la membrana semipermeable y sobre la solución con mayor concentración de sales. Esta presión se denomina presión osmótica.

El proceso de ósmosis puede ser ralentizado, detenido o incluso revertido si se aplica la suficiente presión del lado de la solución con mayor concentración de sales disueltas. Este proceso se denomina ósmosis inversa.

La ósmosis inversa sucede cuando el agua es forzada a moverse en forma contraria al movimiento natural de la ósmosis (que ocurre desde la solución con menor concentración de sales disueltas hacia la solución con mayor concentración de sales disueltas). Por ejemplo, si se tiene un recipiente de vidrio con dos mitades separadas por una membrana semipermeable y en el lado izquierdo hay agua pura sin solutos disueltos, mientras que en la mitad derecha hay una solución concentrada con sales disueltas, naturalmente, por ósmosis el agua atravesaría a la membrana semipermeable hacia la solución con sales disueltas. Sin embargo, en la ósmosis inversa, cuando se aplica una presión sobre la solución derecha con sales disueltas, se forzará a las moléculas de agua a revertir su movimiento y dirigirse hacia el lado con agua pura. No solo regresarán la moléculas de agua hacia el lado izquierdo, sino que también las moléculas de agua que originalmente estaban en la solución derecha se moverán hacia el lado con agua pura.
 
Si se ejerce presión sobre la solución concentrada, el proceso de ósmosis se desacelera. Si la presión ejercida es igual a la presión osmótica, el proceso de ósmosis se detiene. Si la presión ejercida es mayor a la presión osmótica, las moléculas de agua del lado concentrado pasan hacia el lado con agua pura (ya que las partículas de soluto no pueden atravesar a la membrana semipermeable) y ocurre lo que se conoce como ósmosis inversa.

En el ejemplo de arriba, primero se muestra en la imagen izquierda un recipiente dividido en dos mitades con 2 litros de agua en cada mitad. En ambas mitades, la concentración de agua es de 99%, mientras que la concentración de sal común (cloruro de sodio) es de 1%. Ambas mitades están separadas por una membrana semipermeable.

Luego, como se muestra en la imagen del centro, se disuelve sal en la mitad derecha del recipiente, aumentando así la concentración de sal a 8% sobre el total de la solución y disminuyendo la concentración de agua a 92% sobre el total de la solución. Esta diferencia de concentraciones entre las dos mitades desencadena un proceso de ósmosis. Las moléculas de agua se mueven hacia la mitad derecha del recipiente. Este movimiento de agua hacia la mitad derecha provoca presión osmótica. La presión osmótica registrada tiene un valor de 2 atmósferas (2 atm), es decir, equivalente al doble de la presión atmosférica registrada en promedio a nivel del mar.

Finalmente, como se muestra en la tercera imagen, se aplica sobre la solución derecha una presión de 4 atm (el doble de la presión osmótica registrada). Al ejercer una presión mayor a la presión osmótica sobre la solución derecha, el proceso de ósmosis se revierte y las moléculas de agua de la mitad derecha comienzan a moverse hacia la mitad izquierda. Por el empuje de la presión ejercida, algunas moléculas de sal también logran atravesar a la membrana. Aún así, en la mitad izquierda la concentración de agua aumenta y la concentración de sal disminuye. Esto es ósmosis inversa. Por esta ósmosis inversa, la concentración de sal en la mitad izquierda disminuye incluso a valores inferiores al original. Asimismo, se logra una mayor cantidad de agua con baja concentración de sal. A partir de este fenómeno, surge la técnica utilizada en la desalinización de agua salada (por ejemplo agua de mar).
 
 
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