Ozmoz

Kimyasal potansiyel

Zarın kısıtları altında çözücü, uygun serbest enerji potansiyelini azaltan yönde hareket eder.

Geçemeyen solute çözücünün kimyasal potansiyelini düşürür; basınç farkı bu etkiyi dengeleyebilir.

Ozmotik basınç

Seyreltik ideal çözeltide π=iMRT. i van 't Hoff faktörü, M molarite, R gaz sabiti, T mutlak sıcaklıktır.

Yüksek derişimlerde activities ve osmotic coefficients gerekir.

Zar seçiciliği

Ozmoz, hangi türlerin zardan geçebildiğine bağlıdır. Solute serbestçe geçiyorsa gradient zamanla kaybolabilir ve basit osmotic pressure modeli yetersiz kalır.

Biyolojik sistemlerde bu nedenle osmolarity ve tonicity aynı kavram değildir.

Tonicity

Dış ortam hypotonic ise ve ilgili soluteler geçemiyorsa hücre su alabilir; hypertonic ortam su kaybına yol açabilir.

Tonicity belirli bir zarın hücre hacmi üzerindeki işlevsel etkisidir.

Aquaporinler

Aquaporinler su geçirgenliğini artırarak dengeye ulaşma hızını büyük ölçüde değiştirebilir.

Termodinamik denge yönünü değiştirmezler; esas olarak kinetics'i etkilerler.

Ters ozmoz

Konsantre tarafa ozmotik basınçtan daha büyük basınç uygulanırsa net solvent akışı tersine çevrilebilir.

Desalinasyonda membrane fouling, concentration polarization ve enerji kayıpları gibi gerçek etkiler de önemlidir.

Denge dinamiktir

Ozmotik dengede su molekülleri zarı her iki yönde geçmeye devam eder; sıfır olan net akıştır. Mikroskobik hareket durmaz.

Aynı termodinamik son duruma farklı geçirgenlikteki zarlar çok farklı sürelerde ulaşabilir.

Basınç, kimyasal potansiyel ve denge

Bir pistonla concentrated tarafa basınç uygulandığında çözücünün chemical potential değeri yükselir. Net solvent flux, basınç katkısı ile composition katkısı dengelendiğinde sıfıra iner; bu koşul osmotic pressure tanımını verir.

Bu nedenle ozmotik basınç bir 'suyu iten gizli kuvvet' değildir. Belirli sıcaklık ve bileşimde solvent chemical potential farkını dengeleyen mekanik basınç farkıdır.

Çözümlü örnek