osmosis

VI. EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO OSMÓTICO

DESDE el descubrimiento de la ósmosis por Dutrochet en 1828, hasta su explicación racional por Kedem y Katchalsky en 1958, transcurrieron 130 años en que se debatió la naturaleza del flujo osmótico. Todavía a finales de los años cincuenta, se discutió si el flujo osmótico era un flujo de difusión del solvente originado por una diferencia de potencialesquímicos o un flujo viscoso semejante al producido por una diferencia de presiones hidrostáticas. A pesar de que esta última cuestión había sido ya resuelta en 1908 por Hartley, volvió a verificarse en los años de 1957 a 1960, cuando A. Mauro demostró que una diferencia de presión osmótica produce en efecto un flujo de igual magnitud al producido por una diferencia de presiones hidrostáticas. En estaforma, la discusión parecía quedar resuelta; no obstante, se comproba luego que tal desacuerdo no era en realidad de fondo, sino sólo de tipo formal, ya que la distinción entre flujo de difusión y flujo osmótico es arbitraria.
A este respecto se recuerdan las palabras de L. Onsager (1945): "El flujo viscoso es un movimiento relativo de las porciones adyacentes de un líquido. La difusión es unmovimiento relativo de sus diferentes constituyentes. Estrictamente hablando, los dos flujos son inseparables, ya que la velocidad hidrodinámica en una mezcla difusiva es meramente un promedio determinado por medio de una convención arbitraria."
Ello significa que podemos escribir la ecuación de transporte para el solvente como una ecuación de difusión, donde el coeficiente correspondiente dedifusión se modifica cuantitativamente para incluir el efecto osmótico. Esto mismo quedó explicado en el trabajo de D. C. Mikulecky y S. R Caplan en 1966, al observar que el flujo osmótico podría depender de un cambio en el sistema de referencia. Con lo que se hace ver que el flujo osmótico aparecerá o no en las ecuaciones, dependiendo del sistema del observador. Esto no representa más complicacionesque la aceptación de que las ecuaciones de transporte pueden escribirse de muchas maneras equivalentes y son los coeficientes de transporte los que cambian de significado. Esta situación, en el caso del flujo osmótico, hace estimar que su identificación no puede sér única. A pesar de que esta objeción es fundamentalmente correcta, la mayoría de los autores han insistido en la descripción porseparado del flujo osmótico y se preguntan por el mecanismo que lo produce. De manera que, habiendo establecido una identificación hidrodinámica del flujo osmótico a fines de los años cincuenta, en los primeros años de la siguiente década surgió una discusión sobre el mecanismo que produce el fenómeno osmótico. El problema que se planteó entonces era explicar la mecánica donde una diferencia deconcentraciones a través de una membrana produce un flujo equivalente al producido por una caída de presiones. Esta dificultad no había tenido una explicación directa en más de 130 años y tampoco pareció obvia, porque jamás se midió una diferencia de presiones asociada en forma directa al flujo osmótico. La interpretación que se dio entonces fue que esa caída de presión no podrá medirse porque ocurrejustamente en el interior de la membrana. Es decir, la función de la membrana es resistir internamente una caída de presión. Discusiones de este tipo fueron realizadas por A. Mauro (1960), L. G. Longsworth (1960), P. Mears (1966) y J. R. Philip (1969). Los trabajos de Mauro y Longsworth fueron analizados respectivamente por Onsager y John Kirwood, dos genios de las teorías de los fenómenos detransporte. De aquí se ha derivado la única explicación que se conoce hasta la fecha del mecanismo por el que ocurre el fenómeno osmótico. Esta explicación se proporcionará a continuación y para facilidad del lector se divide en tres momentos, de acuerdo a la secuencia gráfica siguiente:
a) En una membrana semipermeable existe la reflexión total de las moléculas del soluto y la transmisión parcial...