Что перемещается через мембрану
В биологических системах растворителем является вода. Если мембрана пропускает воду и задерживает растворённое вещество, при одинаковом внешнем давлении вода обычно перемещается в сторону более концентрированного раствора. Растворённые частицы при этом не обязаны пересекать мембрану вместе с ней. [1]
Почему концентрации недостаточно
На направление движения влияют не только растворённые вещества, но и давление. В растительной клетке поступлению воды противодействует давление растянутой клеточной стенки. Когда водные потенциалы сравнялись, суммарный поток прекращается, хотя молекулярное движение продолжается. Утверждение «вода всегда идёт туда, где больше соли» без условий неполно. [2]
Значение для организмов
Осмос участвует в поддержании тургора клеток и обмене водой с окружающей средой. При высокой концентрации солей снаружи получение воды может затрудняться, даже если почва влажная. Биологические мембраны содержат каналы для воды, а организмы регулируют состав внутренних растворов. [1]
Отличие от фильтрации
Обычная фильтрация задерживает частицы в потоке, создаваемом перепадом давления. В обратном осмосе давление специально преодолевает осмотическое противодействие мембранному разделению. Эти процессы используют сходное слово «мембрана», но различаются механизмом и тем, какие компоненты удаётся отделить. [3]
Равновесие без равных концентраций
Представим два раствора, разделённых мембраной, задерживающей растворённое вещество. Вода поступает в более концентрированную сторону, и уровень жидкости там повышается. Возникшая разность давлений противодействует дальнейшему переносу. В равновесии уровни или концентрации не обязаны совпасть: уравновешиваются действующие составляющие потенциала воды. Этот пример помогает отличить осмос от простого смешивания двух растворов.