Culturilla general: la ósmosis

Se conoce como ósmosis a una de las propiedades coligativas de la materia.

Se llaman propiedades coligativas a una serie de fenómenos de naturaleza fisicoquímica que tienen lugar siempre que tenemos una disolución* con el disolvente en fase líquida. Lo interesante de estas propiedades es que son independientes de la naturaleza del soluto.
Por ejemplo, una de estas propiedades es el descenso crioscópico (descenso del punto de fusión** del sólido correspondiente debido a la presencia de un soluto), que es lo que hace que cuando se echa sal a las carreteras no se forme una capa de hielo (el punto de fusión cae por debajo de la temperatura ambiente y, si hay hielo, se funde, y si no lo hay, no se forma). Así, ese descenso crioscópico es exactamente el mismo disolvamos cloruro de sodio, cloruro de potasio, acetato de amonio o cualquier otra sal binaria.
La ósmosis es la más importante de estas propiedades coligativas. Si colocamos dos disoluciones de distinta concentración de soluto en contacto a través de una membrana semipermeable***, el equilibrio dinámico**** que normalmente tendría lugar se modifica por una sobrepresión que tiene a igualar las concentraciones. Así, el disolvente del lado menos concentrado tiende a pasar hacia el otro, produciéndose un trasvase de volumen, hasta que ambas concentraciones se igualan, momento en que la sobrepresión desaparece y se restaura el equilibrio.
El control de los fenómenos de ósmosis es el mecanismo utilizado por la célula para regular su volumen. Mediante herramientas bioquímicas, la célula regula la entrada y salida de sales, regulando por tanto la entrada y salida de agua, y por ende corrigiendo su tamaño si es necesario. Un ejemplo visual de ósmosis es el baño. Cuando pasamos mucho tiempo sumergidos en la bañera, el agua del baño, pobre en sales, tiende a entrar al interior de nuestras células, medio mucho más salino, y produce depósitos de agua que nos dan ese aspecto característico de "piel de abuelo". El consumo en gran cantidad de agua dulce (del orden de 15 litros en unos pocos minutos) puede ser también letal, ya que produce desajustes salinos que saturan de agua a las células de nuestro organismo, que llegan a hincharse tanto que se rompen.
Uno de los métodos que actualmente gozan de mayor predicamento en materia de desalinización de aguas es el de la ósmosis inversa. Este método aprovecha el concepto de la ósmosis y lo revierte: se trata de ejercer presión mecánica sobre una disolución concentrada, separada de otra diluída por una membrana semipermeable. Si esa presión ejercida supera a la presión osmótica inversa, el resultado neto es una pequeña presión que favorece que la disolución concentrada se concentre aún más y que la diluída se diluya aún más, lo que permite obtener a partir del agua del mar pequeñas fracciones muy saladas y grandes fracciones con una concentración salina pequeña, aptas para la potabilización y el consumo humano.

* Disolución: el concepto químico de disolución no coincide totalmente con el concepto cotidiano. Se llama disolución a la mezcla de dos componentes, cualquiera que sea su naturaleza (no necesariamente sólido y líquido, hay disoluciones de gases en sólidos, por ejemplo), que conforman una única fase física. No se debe confundir ni con las dispersiones coloidales, ni con las emulsiones, ni con las fases inmiscibles. Una disolución se compone de un disolvente (que casi siempre es el componente mayoritario) y uno o más solutos (que son los componentes minoritarios).
** Punto de fusión: el punto de fusión de una sustancia es la temperatura máxima a la que existe en forma sólida; por encima de esa temperatura, la fase termodinámicamente estable es la líquida. A pesar de lo que se suele enseñar en la enseñanza media, no coincide con el punto de congelación, pero la diferencia es tan pequeña que normalmente puede ser ignorado. Por ejemplo, el punto de fusión del agua es 0.00 ºC, mientras que el punto de congelación es 0.01 ºC.
*** Membrana semipermeable: se trata de una membrana por el tamaño de sus poros permite el paso de sólo algunas de las sustancias con las que se trabaja. En este caso, las membranas semipermeables permiten el paso de las moléculas de disolvente, pero no de las de soluto. El ejemplo más barato de membrana semipermeable es una tripa de cerdo, que de hecho (aunque parezca mentira) se utilizan en los laboratorios de bioquímica para separar proteínas mediante cromatografía osmótica.
**** Equilibrio dinámico: se llama equilibrio dinámico a la situación de equilibrio macroscópico pero actividad microscópica que se produce cuando se dan dos efectos microscópicos opuestos de igual intensidad. En este caso, con dos disoluciones de igual concentración separadas por una membrana semipermeable, se produce un equilibrio dinámico: a nivel microscópico las moléculas de disolvente están atravesando la membrana constantemente, pero como la velocidad de paso es igual en ambos sentidos, el efecto global neto es equilibrio. El mundo se puede definir como un gran equilibrio dinámico.