Ósmosis

Te explicamos qué es la ósmosis, cómo funciona y los tipos que existen. Además, por qué es importante, qué es la difusión biológica y ejemplos de ósmosis.

¿Qué es la ósmosis?

La ósmosis es un fenómeno físico que consiste en el pasaje selectivo de agua (o otro solvente) desde una solución más diluida hacia una más concentrada.

Para que ocurra ósmosis, es necesario que existan dos mezclas de líquidos con diferente concentración, separadas por una membrana semipermeable. Esta membrana permite el paso del agua o solvente (la sustancia presente en mayor proporción), pero impide el paso del soluto (la sustancia presente en menor proporción).

Por ejemplo, al poner alimentos deshidratados en agua, como pasas o tomates secos, el agua entra en ellos por ósmosis. Esto ocurre porque hay más solutos dentro del alimento y su piel actúa como una membrana que deja pasar el agua para equilibrar las concentraciones.

Esto es lo que ocurre también con la membrana de las células, cuyo interior puede tener una concentración de solutos mayor, igual o menor que el exterior. Así, la ósmosis funciona como un mecanismo de regulación, pues permite la entrada y salida de agua según la necesidad. Se trata de un proceso de vital importancia para el metabolismo celular de los seres vivos.

La ósmosis es un fenómeno pasivo, que ocurre espontáneamente y sin requerimiento de energía hasta que se alcanza un equilibrio de concentración.

Este fenómeno fue descubierto en 1877 en el marco de los estudios sobre la fisiología vegetal del alemán Wilhelm Pfeffer.

• Ver además: Disolución

¿Cómo funciona la ósmosis?

La ósmosis actúa buscando el equilibrio entre dos disoluciones con distintas concentraciones. Por ejemplo, si se tiene un recipiente dividido en dos compartimentos por una membrana semipermeable (que solo permite el paso del agua), y se coloca en uno de ellos una solución con baja concentración de sal y en el otro una con mayor concentración, al cabo de un tiempo se producirá ósmosis.

Así, el agua se desplazará desde el compartimiento con menos sal hacia el que tiene mayor cantidad de sal, hasta equilibrar las concentraciones a ambos lados. Esto ocurre porque la membrana solamente permite el pasaje de agua.

En cambio, si el soluto pudiera moverse libremente de un compartimiento a otro, las soluciones equilibrarían su concentración a través del movimiento de la sal. En este caso, el soluto pasaría desde donde hay más cantidad hacia donde hay menos (del mismo modo que ocurre cuando se pone un saquito de té en una taza con agua). Este fenómeno, opuesto al de la ósmosis, se denomina difusión.

Ósmosis y difusión son procesos químicos pasivos, es decir, que no requieren aporte de energía. Bajo las condiciones mencionadas, ocurren espontáneamente para obtener un equilibrio de concentraciones.

Sin embargo, a veces los sistemas biológicos necesitan mantener situaciones de desequilibrio entre distintos compartimentos. Por ejemplo, la composición química del interior de las células es muy diferente a la del entorno. En estos casos, los procesos químicos que ocurren son activos (es decir, con aporte de energía química) y se denominan ósmosis inversa y difusión biológica o activa.

Tipos de ósmosis

Existen dos formas de ósmosis, de acuerdo con el requerimiento o no de energía.

• Ósmosis directa. Sucede cuando el agua se desplaza desde una solución más diluida hacia una más concentrada, a través de una membrana semipermeable. Como esta membrana impide el pasaje de solutos, el agua se mueve de un sitio a otro para equilibrar las concentraciones.
• Ósmosis inversa. Sucede cuando el agua se desplaza desde una solución más concentrada hacia una más diluida, a través de una membrana semipermeable. De este modo, el soluto va quedando cada vez más concentrado de un lado, y el agua, cada vez más pura del otro. Este proceso requiere un costo de energía, pues debe aplicarse una presión externa para vencer la presión osmótica natural.

Importancia de la ósmosis

La ósmosis es un fenómeno de vital importancia en los seres vivos. Por ejemplo, gracias a este mecanismo se regula el balance de agua dentro de las células, dado que la ósmosis hace que ingrese o se libere agua, de acuerdo con las condiciones o necesidades.

Por otro lado, el proceso de ósmosis es fundamental para las plantas, ya que estas utilizan este mecanismo para absorber agua por sus raíces.

Asimismo, los principios de la ósmosis pueden aplicarse en situaciones cotidianas. Por ejemplo, se puede potabilizar el agua de mar utilizando máquinas que realizan ósmosis inversa. De este modo, las sales se concentran y se separan del agua, que queda purificada.

También se utiliza este procedimiento en procesos industriales como la fabricación de leche en polvo y jugos concentrados. En estos casos, el agua se descarta y todos los solutos quedan en estado sólido para comercializarse.

Difusión biológica

La difusión es un proceso químico en el que una sustancia (soluto) se mueve desde una zona donde está más concentrada hacia otra donde está menos concentrada a través de una membrana. Este movimiento ocurre pasivamente, es decir, sin necesidad de usar energía.

Por ejemplo, cuando se coloca una bolsita de té en una taza de agua caliente, el té se esparce por toda el agua, porque se mueve desde donde hay más concentración hacia donde hay menos.

En los seres vivos, la difusión biológica tiene lugar en las células y permite que ciertas moléculas entren o salgan a través de la membrana plasmática, siguiendo el gradiente de concentración (de más a menos).

Por ejemplo, el oxígeno ingresa al interior de las células por difusión a través de la membrana plasmática, ya que se desplaza desde la sangre (donde hay una gran cantidad de oxígeno) hacia el interior celular (donde se encuentra en menor proporción).

Ejemplos de ósmosis

Algunos ejemplos sencillos de ósmosis son:

• La absorción de agua por parte de las plantas. Las raíces toman agua del suelo por ósmosis directa. Las pequeñas paredes de las raíces funcionan como una membrana semipermeable, de modo que el agua se desplaza desde donde los solutos están más diluidos (el suelo) hacia donde están más concentrados (la punta de la raíz).
• La deshidratación de la fruta con azúcar. Cuando se agrega azúcar a las frutas (por ejemplo, las fresas) al cabo de un tiempo estas liberan líquido. Esto ocurre porque el agua dentro de la fruta sale para compensar la concentración de azúcar de uno y otro lado de la piel.
• La purificación del agua. Las máquinas que remueven impurezas y contaminantes del agua aplican el principio de la ósmosis inversa para separar los contenidos disueltos mediante una membrana semipermeable. Este procedimiento permite, por ejemplo, transformar el agua de mar en agua potable. Sin embargo, requiere un alto gasto de energía.

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Referencias

• Chang, R. y College, W. (2000). Química. McGraw-Hill.
• Petrucci, R. H., Harwood, W. S. y Herring F. G. (2002). Química general. Prentice-Hall.