אוסמוזה הינו מעבר של מולקולות ממס דרך ממברנה או פילטר עם כיוון מפל הריכוזים שלו. היא משמשת להתפלת מים, להפקת חשמל, ולביצוע שלל תהליכים בגופם של בעלי החיים
ממס הוא חומר, לרוב נוזל, בו מומסים חומרים. למשל, אם נשים כפית מלח (חומר מומס) בתוך כוס מים (ממס) נוכל ליצור תמיסה של מים מלוחים. תהליך האוסמוזה מתרחש כשמולקולות הממס עוברות דרך ממברנה - מעין קיר דק שמאפשר לחלק מהחומרים המומסים בנוזל לעבור, ומנוע מעבר מאחרים. המולקולות של הממס עוברות מאזור בו יש ריכוז גבוה של מומסים לאזור בו יש ריכוז נמוך יותר. המעבר נובע מנטיית הממס לאיזון ריכוזי מומסים משני צידי ממברנה.
המעבר הזה מתרחש באופן טבעי בתהליכים רבים בגוף האדם ובטבע, ויש לו תפקיד חשוב בהולכת מים ומומסים בתאים מצד אחד ובטיהור מים מצד שני (אוסמוזה הפוכה).
הסרטון מספק הסבר מפורט על תהליך האוסמוזה והאוסמוזה ההפוכה:
כאשר שמים טיפה של צבע בכוס מים, למשל צבע סגול של תרכיז מיץ ענבים, נראה שהצבע מתפזר לאט לאט. לתנועה זו קוראים בעברית פעפוע, והיא מוכרת יותר בשמה הלועזי - דיפוזיה. התפזרות הצבע היא למעשה תנועה של מולקולות הצבע באופן אקראי, והתרחקותן ממרכז הטיפה, ואל שאר חלל הכוס. במקביל, מולקולות מים נעו באקראי אל תוך הטיפה. אם נחזור לאחר זמן מה נראה שהצבע של המים אחיד.
מולקולות הצבע והמים לא הפסיקו לעבור דיפוזיה וממשיכות לנוע כל הזמן, אולם כעת הפיזור שלהם בכלי פחות או יותר אחיד.
אוסמוזה - סוג של דיפוזיה
האוסמוזה היא למעשה מקרה מסוים בהגדרה הכללית יותר של דיפוזיה. באוסמוזה מתרחשת אותה הדיפוזיה, אלא שהיא מתרחשת במולקולות ממס, כמו מים, העוברת דרך ממברנה בררנית או פילטר אחר. כאשר ניקח חלל מסוים, ונחלק אותו לשניים על ידי מסננת בעלת חורים קטנים מאוד, המאפשרת רק מעבר של מולקולות מים (להלן ממברנה), ומצד אחד נשים מים טהורים ובצד השני מי מלח, מולקולות המים ייטו לנוע לכיוון האזור עם ריכוז המלח (לעבור דיפוזיה אליו).
התופעה שתתרחש תהיה ירידה במפלס המים הטהורים ועלייה במפלס המים המלוחים, אם כי רמת המליחות תרד בעקבות המיהול. באופן תיאורטי, המים תמיד ישאפו לנוע לחלל עם המלח, אולם בשלב מסוים הכוח המניע את המים וכוח המשיכה המתנגד לעליית מפלס המים יתאזנו, כך שמפלס המים בכלי המלוח לא יוכל יותר לעלות. תנועת המים לא תיעצר לחלוטין, אך קצב המים בכיוון האזור המלוח, וקצב תנועת המים בכיוון אזור המים הטהורים, יהיו זהים. כך נקבל שיווי משקל.
ככל שהפרש המלחים בין שני התאים גדול יותר, כך הכוח המניע את המים יהיה חזק יותר ומפלס המים באזור המלוח יעלה. במדינות עשירות במים, כמו נורווגיה, נעשה שימוש באוסמוזה להפקת חשמל.
הסרטון מספר כיצד התגלגלה תעשיית ייצור החשמל באמצעות אוסמוזה לאורך השנים:
אוסמוזה הפוכה
את התהליך ניתן להפוך. אם ניקח מים עם ריכוז מלחים גבוה, נשים בתא מופרד עם ממברנה ומים טהורים בצד השני ונפעיל לחץ חזק מכיוון המים המלוחים אל כיוון המים הטהורים, נצליח להתגבר על הכוח המניע את המים ועל כוח המשיכה ונעלה את המפלס בצד של המים הטהורים. זהו למעשה האופן שבו נעשית התפלת מי ים (אוסמוזה הפוכה).
אוסמוזה מתרחשת גם בתאים בגוף שלנו. התא מוקף בממברנה בררנית. אם ניקח תא ונשים אותו במים טהורים, המים ייכנסו לתא, הוא יתנפח ועלול אף להתפוצץ (דה פלסמוליזה בצמחים). אם נשים אותו בסביבה של ריכוז מלחים גבוה, מצב הפוך יתרחש ומים יזרמו החוצה מהתא והוא יתכווץ (פלסמוליזה בצמחים).
תהליכים דומים מתקיימים בתאי הגוף, כמו במהלך תנועה ושינוי מורפולוגי של התא, או סגירה ופתיחה של פיוניות בצמחים. גם ברמה הפיזיולוגית של הגוף יש שימוש בתהליכי אוסמוזה. הדוגמא הבולטת ביותר היא הכליה שבה מים נכנסים ומוהלים את את המלחים והרעלים המסולקים דרך דרכי השתן. למידע נוסף אתם מוזמנים לצפות בסרטון מערכת השתן.
