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By Lucien Silvano Alhanati

  Física

Fisicoquímica FQM

Osmose FQM02

Osmose FQM0201 

   O que é uma membrana semipermeável ? FQM020101

É uma membrana que em contacto com uma solução retém o soluto só deixando passar o solvente.
São exemplos de membrana semipermeável:
  • Membranas de origem natural, como as paredes das células e vários tecidos encontrados nos seres vivos animais e vegetais.
  • Membranas sintéticas, como o acetato de celulose (papel celofane).

O que é a osmose ? FQM020102

A osmose, do grego osmós, significa impulso, consiste na passagem do soluto de uma solução menos concentrada para uma mais concentrada, separadas por uma membrana semipermeável..
Exemplo:

A figura mostra o resultado de um experimento onde a água passa pela membrana semipermeável do compartimento esquerdo para o direito resultando numa diferença de níveis líquidos.

A osmose é um processo dinâmico, resultante da diferença do fluxo de moléculas do solvente através da membrana semipermeável. 
A figura mostra uma imagem microscópica da osmose no exemplo anterior.

O que é a pressão osmótica ? FQM020103

É a pressão resultante exercida pelo solvente para atravessar a membrana semipermeável durante a osmose, ou seja, é a diferença entre a pressão hidrostática exercida pela solução e a exercida pelo solvente sobre a membrana semipermeável.

Como pode ser medida a pressão osmótica ? FQM020104

A pressão osmótica será medida com sendo a pressão capaz de fazer cessar a osmose.

A pressão osmótica po é a pressão hidrostática exercida pela coluna líquida de altura h e massa específica m.

po = hmg

Onde g é a aceleração da gravidade

O que são soluções isotônicas ? FQM020105

São soluções que exercem a mesma pressão osmótica.
Não há osmose entre duas soluções isotônicas.
Consideremos uma membrana semipermeável separando dois recipientes contendo soluções diferentes em mesmo nível.
Verificamos algum tempo depois que os níveis não se alteraram indicando que não houve osmose. As soluções são isotônicas. 

Verificamos algum tempo depois que  os níveis foram alterados indicando uma ocorrência de osmose As soluções não eram isotônicas.

Exemplo:
O soro fisiológico é uma solução de cloreto de sódio em água, isotônica com o sangue, isto é, uma solução que injetada na corrente sanguínea não altera a sua pressão osmótica e portanto não produz alteração do volume das hemácias cuja pressão osmótica é a mesma do sangue.

O que é a osmose reversa ? FQM020106

A osmose reversa consiste na inversão do sentido do fluxo do solvente quando é aplicada uma pressão superior à pressão osmótica.

A dessalinização da água do mar e de águas salobras para torna-las potáveis é uma das mais importantes aplicações da osmose reversa. A fotografia abaixo mostra uma instalação de dessalinização da água por osmose reversa.

No nordeste brasileiro foram abertos muitos poços artesianos para resolver o problema das secas. Entretanto a água retiradas dos poços é salobra e não sendo portanto potável. A água potável foi obtida a partir da dessalinização por osmose reversa.
A falta de água potável nos paises do oriente médio está sendo resolvida pela dessalinização da água do mar por osmose reversa a um custo bastante baixo em virtude das modernas instalações com tecnologia de ponta.
A obtenção de água potável a partir de águas servidas utiliza a osmose reversa para a retirada de resíduos de pesticidas e metais pesados como chumbo, mercúrio, cádmio e outros. 

Algumas aplicações da osmose. FQM020107

Salga de peixes e de carnes 
Usada para aumentar o prazo de conservação por meio de uma desidratação. 
A salga é realizada colocando a carne no interior de uma solução saturada de cloreto de sódio em água, que por ser mais concentrada, retira água das carnes até que os líquidos contidos na carne sejam isotônicos com a solução de cloreto de sódio.

Manejo de alevinos (filhotes pequenos de peixes).
Os alevinos quando são manejados perdem sais minerais em virtude do estresse, o que reduz a sua capacidade imunológica. Para evitar esta perda, eles são transportados numa solução de cloreto de sódio isotônica com seu sangue.

Hemodiálise
Na hemodiálise, tratamento de purificação do sangue realizado em pacientes com deficiência renal, são utilizadas membranas semipermeáveis para troca de líquidos por osmose.

Como calcular a pressão osmótica de uma solução não iônica ? FQM020108

Considere uma solução não iônica de concentração molar M veja em QUIsol01

M = n (quantidade em mols do soluto) / V (volume da solução)

A pressão osmótica da solução será calculada a partir da equação de Clapeyron veja em cal0301

Equação de Clapeyron  >>> p.V = n.R.T  

onde R - constante universal do gás perfeito veja em cal0301 vale

R = 0,082 litros.atm / mol.K

A pressão osmótica P será calculada como

P.V = n.R.T >>> P = n / V.R.T >>> P =  M.R.T

 

Fisicoquímica