La ósmosis es un fenómeno biofísico en el que el agua (u otro disolvente) se desplaza desde una solución menos concentrada a otra más concentrada a través de una membrana parcialmente permeable (en otras palabras, deja pasar algunas partículas, mientras bloquea otras).
El disolvente mantendrá esta migración hasta que se alcance el equilibrio en la concentración.
Por lo tanto, siempre que hay una migración neta de las moléculas de agua desde una solución que tiene una baja concentración de soluto hacia otra que tiene una mayor concentración de soluto, llamamos a este fenómeno ósmosis. Este movimiento también se denomina a veces «por el gradiente de concentración».
La presión osmótica es la fuerza necesaria para impedir el movimiento del agua a través de la membrana semipermeable.
El término ósmosis, que en griego significa «empuje» o «impulso», fue acuñado por primera vez por J.A. Nollet, quien en 1747 describió un experimento en el que utilizó una vejiga animal para separar dos cámaras que contenían agua y vino. Observó que el volumen de la cámara que contenía vino aumentaba y, si se cerraba la cámara, aumentaba la presión.
Cómo funciona la ósmosis
Un experimento clásico de ósmosis consiste en dividir un vaso de precipitados con agua en dos mitades, con una membrana semipermeable en medio y sal añadida a uno de los lados. Pronto notará que el agua migra desde el lado del vaso sin sal hacia el lado con la solución salina. Este movimiento de agua continuará hasta que la concentración de sal sea la misma en ambos lados.
Es la misma razón por la que nunca se debe poner un caracol cerca de la sal, lo que provocaría la muerte de la pobre criatura al extraerle el agua.
La clave de la ósmosis es la presencia de una membrana semipermeable que hace más probable que las moléculas de agua en una solución de baja concentración choquen con la membrana y la atraviesen, mientras que las moléculas de agua en una solución concentrada tendrán muchas menos moléculas de agua que choquen con la membrana y la atraviesen. Este desajuste significa que hay una mayor probabilidad estadística de que pasen a través de la membrana más moléculas de agua de una solución menos concentrada. Una vez que la probabilidad estadística de las moléculas de agua que pasan a través de la membrana es igual, la ósmosis se detiene.
La ósmosis en la naturaleza
La ósmosis es uno de los procesos esenciales de la vida. Cada célula de nuestro cuerpo, las plantas y los animales que nos rodean deben su supervivencia a la ósmosis.
Toma las plantas, por ejemplo. Cuando las regamos, lo hacemos sobre el extremo del tallo y la tierra. Si las células de la planta están rodeadas por una solución que contiene una mayor concentración de moléculas de agua que la solución del interior de las células, el agua entrará en las hojas, los frutos y las flores por ósmosis. Durante este proceso, la célula de la planta se volverá firme.
Sin embargo, si una planta está rodeada por una solución que contiene una menor concentración de agua, entonces las moléculas de agua de la solución dentro de las células de la planta serán expulsadas por ósmosis, convirtiendo a la planta en flácida.
Cuando regamos las plantas, solemos regar el extremo del tallo y la tierra en la que están creciendo. Por lo tanto, las raíces de las plantas absorben el agua y desde las raíces, el agua viaja a diferentes partes de las plantas; ya sean hojas, frutos o flores. Cada raíz actúa como una barrera semipermeable, que permite que las moléculas de agua se transfieran de una alta concentración (suelo) a una baja concentración (raíces). Las raíces tienen pelos, lo que aumenta la superficie y, por lo tanto, la ingesta de agua por parte de las plantas.
Tal vez un ejemplo más relacionado es dentro de nuestro propio cuerpo. Cuando bebemos agua, las células la absorben por ósmosis al igual que las raíces de las plantas. La pared celular actúa como una membrana semipermeable, creando una presión osmótica entre el interior y el exterior de la célula. La sangre es una solución más diluida que el citoplasma de la célula, por lo que el agua atravesará la pared celular. Lo mismo ocurre con los nutrientes y los minerales, que también se transfieren por ósmosis.
Los humanos han reconocido el potencial de la ósmosis desde la antigüedad, empleándola para conservar los alimentos. Los antiguos observaron que al añadir sal o azúcar se eliminaba el agua de los tejidos. En aquella época, el proceso se denominaba imbibición debido a que los solutos como la sal y el azúcar atraían el agua del material que tocaban.
¿Cuál es la diferencia entre ósmosis y difusión
La difusión y la ósmosis son procesos de transporte pasivo, lo que significa que no requieren ningún aporte de energía para mover las sustancias. Ambos procesos son esenciales para el buen funcionamiento de los procesos biológicos, como el transporte de agua o nutrientes entre las células.
La principal diferencia entre ambos es que la difusión puede ocurrir en cualquier mezcla, incluso cuando dos soluciones no están separadas por una membrana semipermeable, mientras que la ósmosis ocurre exclusivamente a través de una membrana semipermeable.
La difusión hace que la composición del aire sea uniforme al redistribuir las especies químicas, como el oxígeno en el aire, hasta que se alcance el equilibrio: en otras palabras, hasta que el gradiente de concentración -la diferencia de concentración entre dos zonas- se haya eliminado. Si la concentración de una especie no es inicialmente uniforme, con el tiempo, la difusión provocará una transferencia de masa a favor de una concentración más uniforme.
En resumen: la ósmosis -el movimiento natural del agua en una solución a través de una membrana semipermeable- es fundamental para toda la biología. Es un proceso de transporte pasivo como la difusión, pero ambos son distintos.