Difusión

La difusión se refiere al proceso por el cual las moléculas se entremezclan como resultado de su energía cinética de movimiento aleatorio. Considérese dos contenedores de gas A y B separados por un tabique. Las moléculas de ambos gases están en constante movimiento y crean numerosas colisiones contra el tabique. Si se retira el tabique como en la ilustración inferior, los gases se mezclarán debido a las velocidades aleatorias de sus moléculas. Con el tiempo, se producirá en el recipiente una mezcla uniforme de moléculas A y B.

La tendencia a la difusión es muy fuerte, incluso a temperatura ambiente, debido a las altas velocidades moleculares asociadas con la energía térmica de las partículas.

Ósmosis

Si dos disoluciones de diferentes concentraciones está separadas por una membrana semi permeable, que es permeable a las moléculas de disolvente mas pequeñas, pero nó para las mas grandes, entonces el disolvente tenderá a difundirse a través de la membrana, desde la disolución menos concentrada hacia la mas concentrada. Este proceso se llama Ósmosis.

La Ósmosis es de gran importancia en los procesos biológicos donde el agua es el disolvente. El transporte del agua y otras moléculas a través de las membranas biológicas, es esencial en muchos procesos de los organismos vivos. La energía que impulsa el proceso, se estudia normalmente en términos de la presión osmótica.

Presión Osmótica

La Ósmosis es un proceso de difusión selectiva, impulsador por la energía interna de las moléculas del disolvente. Es conveniente expresar la energía por volumen unitario disponible, en términos de la "presión osmótica". Se acostumbra a expresar esta tendencia que tiene el transporte del disolvente, en unidades de presión relativa al disolvente puro.

Si hubiera agua pura en ambos lados de la membrana, la diferencia de presión osmótica sería cero. Pero si en el lado derecho de la membrana hubiera sangre humana normal, la presión osmótica, sería alrededor de ¡siete atmósferas!. Esto ilustra cuan potente es la presión osmótica en el transporte de membrana de los organismos vivos.

La decisión sobre qué lado de la membrana llamar presión osmótica "alta", es problemática. La elección que se hace aquí, es contraria de la que figura en muchos textos de biología, que atribuyen "alta" la presión osmótica de la solución y cero la presión osmótica del agua pura. La justificación de la elección es que la energía que impulsa la transferencia de fluidos, es la energía térmica de las moléculas de agua, y que la densidad de energía es mayor en el disolvente puro, ya que hay más moléculas de agua. La energía térmica de las moléculas del soluto no contribuyen al transporte, suponiendo que la membrana es impermeable a ellos. La elección también está influenciada por la dirección observada del movimiento del flúido, ya que bajo esta opción el transporte de líquidos es desde gran "presión" hacia baja presión, en congruencia con el flujo normal de líquidos a través de tuberías de alta presión hacia baja presión. La justificación final tiene que ver con la medición de la presión osmótica, determinando cuanta presión hidrostática se necesita en la disolución, para prevenir el transporte de agua desde una fuente pura a través de la membrana semipermeable, hacia la disolución. Se debe ejercer una presión positiva para prevenir el transporte osmótico, de nuevo en congruencia con el concepto de que la presión osmótica del disolvente puro es relativamente "alta".

Sin embargo, el diálogo sobre esta cuestión continúa, porque el estudio de la ósmosis es más relevante para las ciencias biológicas y de la vida, y se ha dicho que tal vez la lógica debe ceder el paso a las convenciones del campo en el que los fenómenos son más relevantes.

Medición de la Presión Osmótica

Un enfoque para la medición de la presión osmótica consiste en medir la cantidad de presión hidrostática necesaria para prevenir la transferencia de flúido por ósmosis.