Osmosis y membranas para osmosis

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA LAGUNA

FISICOQUIMICA I

“OSMOSIS Y MEMBRANAS PARA OSMOSIS”

PROFESOR:
ING. FERNANDO MIRANDA AGUILAR
ALUMNA:
MARYSSOL ROSALES BOTELLO
FECHA:
19 DE MAYO DE 2011

La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Talcomportamiento entraña una difusión compleja a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.

El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentracióna la de alta.
Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración.
Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica, a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando eltrasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
En los seres vivos, este movimiento del agua a través de la membrana celular puede producir que algunas células se arruguen por una pérdida excesiva de agua, o bien que se hinchen, posiblemente hasta reventar, por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dossituaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.

Fundamento físico
En un sistema binario no reaccionante, en que los componentes no acarrean carga eléctrica y existe una temperatura uniforme e igual para dos reservoirs, se tiene que la producción de entropía es la combinaciónlineal de productos entre flujos y fuerzas del sistema

donde los flujos son simplemente el flujo de difusión relativo del compuesto 1 y el flujo relativo de velocidades de los componentes:

Las fuerzas termodinámicas son diferencias entre magnitudes intensivas entre los dos depósitos: potencial químico y presión

Las leyes fenomenológicas son:

De lo que se deduce, para una situaciónestacionaria (jv = 0) que una diferencia de concentraciones en los depósitos provoca una diferencia de presiones y viceversa. Son los fenómenos de osmosis y osmosis inversa, dados por la relación:

A la diferencia de presiones Δp que provoca una determinada diferencia de concentración Δc1 se denomina presión osmótica.

Ósmosis inversa

Lo descrito hasta ahora es lo que ocurre en situacionesnormales, en las que los dos lados de la membrana están a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta concentración de sales al de baja concentración.
Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membranasemipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración.
Si la alta concentración es de sal, por ejemplo agua marina, al aplicar presión, el agua del mar pasa al otro lado de la membrana. Sólo el agua, no la sal. Es decir, el agua se ha desalinizado por ósmosis inversa, y puede llegar a ser potable.
La ósmosis inversa o reversa (RO) se haconvertido hoy en día en uno de los sistemas más eficientes para desalinizar y potabilizar el agua, siendo usada en barcos, aviones, industrias, hospitales y domicilios.
Mediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora se convierta por un lado en un 40% de agua producto y un 55-60% de agua salobre.
La clave está en la constitución del fajo de membranas que...
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