Ósmosis QUÍM.

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Química

Fenómeno que se produce sobre las membranas semipermeables que separan disoluciones de distinta concentración (del griego osmos, impulso). La ó. es una propiedad coligativa de las disoluciones (v.) y, por tanto, relacionada fundamentalmente con el número de moléculas de soluto disueltas en una cantidad determinada de disolvente. Cuando una disolución se pone en contacto con disolvente o disolución más diluida, el soluto tiende a distribuirse uniformemente por todo el líquido, obteniéndose una única disolución. Sin embargo, si la disolución está separada del disolvente por una membrana semipermeable, que deje pasar a su través las moléculas de disolvente pero no las de soluto, la homogeneización no se puede producir y al ser mayor el flujo desde el disolvente a la disolución que de fa disolución al disolvente, resulta que hay un paso neto de disolvente en aquel sentido. Éste es el fenómeno en que consiste la ó.

Experimentalmente este efecto se manifiesta en un aumento de volumen de la solución y en un aumento del nivel de la misma respecto del disolvente, lo que da lugar a una presión hidrostática que se opondrá a lapenetración de moléculas de disolvente a la disolución y que alcanzarán valor máximo cuando los niveles se estabilicen, llegando a un equilibrio en el que se igualan los flujos de moléculas de disolvente en uno y otro sentido. El equilibrio puede alcanzarse inicialmente si sobre la disolución se aplica la presión necesaria para igualar el flujo de disolvente en ambos sentidos; esta presión recibe el nombre de presión osmótica.

Existen varios dispositivos adecuados para medir fácilmente la presión osmótica de disoluciones (osmómetros), y tras un estudio sistemático se han llegado a precisar unas leyes importantes, como son: 1) La presión osmótica depende fundamentalmente de la concentración (v.) molar de la disolución y de la temperatura. 2) No depende de la naturaleza de la membrana semipermeable. 3) No depende de la naturaleza de la sustancia disuelta. 4) Las disoluciones de la misma molaridad tienen la misma presión osmótica, es decir, son isotópicas. Sin embargo, estas leyes se cumplen rigurosamente sólo en el caso de disoluciones diluidas.

Para el caso de disoluciones de baja concentración, J. H. Van’t Hoff (1852-1911; v.) ha dado una interpretación aceptable de la presión osmótica. Compara las leyes de dicha presión con las de la presión gaseosa (v. GASES), y, después de observar una exacta coincidencia, no sólo cualitativa sino también cuantitativa, desarrolla la hipótesis de que la presión osmótica es equivalente a la presión gaseosa por su significación cinética. Efectivamente, la presión que ejerce un gas resulta de la suma de impactos de las moléculas gaseosas contra las paredes que la limitan, manifestándose así su tendencia por ocupar siempre el mayor espacio posible. Lo mismo ocurre con las disoluciones, que tienden a ocupar el mayor volumen posible ejerciendo, en consecuencia, una presión (osmótica) contra las paredes que las contienen y que se puede considerar como la resultante del bombardeo de las moléculas de soluto. Al aplicar a las disoluciones diluidas las leyes de los gases, Van’t Hoff dedujo para aquéllas la misma ecuación de estado de los gases perfectos, con el mismo valor de la constante universal R: ir-V=n-R-T, en la que vr es la presión osmótica, V el volumen de la disolución que contiene n moles de soluto, y T la temperatura absoluta.

No obstante, el mecanismo de la presión osmótica parece ser más complicado y no está todavía perfectamente aclarado. W. Pfeffer (1845-1920), profesor de Botánica en la Univ. de Leipzig, fue el primero que realizó estudios cuantitativos sobre el fenómeno osmótico. Según Pfeffer, al actuar el soluto como un gas tiene una fuerza expansiva que se opone a la energía interna del disolvente, la cual tiende siempre a la aproximación molecular. Por tanto, la corriente de agua a través de la membrana se va a establecer en el sentido de equilibrar la diferencia existente entre los dos lados de la misma. En el lado del disolvente puro, la energía interna, que se puede definir en términos de "presión interna", se halla íntegra. En el lado de la disolución, frente a esta energía de asociación o aproximación entre las moléculas del disolvente, hay otra de expansión producida por el movimiento de las moléculas del soluto (energía cinética), de donde se deduce que la superficie de separación entre disolución y disolvente se halla sometida a presiones diferentes, puesto que en el lado de la solución se tiene Pi-Pe (presión interna-presión expansiva del soluto), y en el lado del disolvente la P; es completa. Por esta razón, concluye Pfeffer, penetrará el disolvente en la disolución hasta que la presión hidrostática equilibre a la osmótica.

La presión osmótica es una de las constantes que se deben mantener en el organismo para que éste pueda subsistir y cumplir sus funciones. En el hombre es de unas siete atmósferas aproximadamente. Este nivel fisiológico se puede modificar momentáneamente al ingerir grandes cantidades de agua, con lo cual se diluye la sangre y desciende la presión osmótica, o, por el contrario, se vierten soluciones salinas de alta concentración en el aparato digestivo, aumentando la presión osmótica. Los hematíes pueden ser considerados como osmómetros extraordinariamente sensibles y por ello se comprende la necesidad del restablecimiento inmediato de la presión osmótica para que puedan persistir en sus funciones celulares. El riñón, en su trabajo de eliminar orina a expensas de la sangre, tiene la misión de adaptar su trabajo a la presión osmótica de la misma: si hay un exceso de soluto disuelto en la sangre, elabora una orina muy concentrada, y en el caso contrario la elabora muy diluida.

En el caso de las inyecciones intravenosas se emplea una disolución isotónica (equimolecular) con el suero para evitar que la distinta tonicidad origine corrientes osmóticas a través de las membranas celulares de los hematíes, lo que originaría una hemólisis de la sangre si la solución inyectada es de menor concentración que elsuero, o una plasmólisis, perdiendo los hematíes el agua de su protoplasma, en caso contrario. Una solución isotónica con el suero deberá contener un 0,7% de sal común.

C. MENDOZA OCHARAN.

BIBL.: I. A. BABOR y I. IBARZ, Química general moderna, Barcelona 1970; A. ORIOL y L. LEGRESTI, Quimicofísica para biólogos, Buenos Aires 1952; A. 1. MEE, Química-Física, Barcelona 1953; I. M. CLAVERA ARMENTEROS, Técnica de las medidas físicas y fisicoquímicas, Granada 1948.