Video: ničivá síla osmotického tlaku
Experiment, kterému je věnované uvedené video, poukazuje na jev zvaný osmotický tlak. Ve zjednodušené formě jej lze vysvětlit a popsat následovně. Představme si nádobu, která je uprostřed rozdělena polopropustnou membránou.
Polopropustná membrána má takové vlastnosti, že propouští pouze molekuly rozpouštědla, nikoliv však rozpuštěné látky. Do uvedené nádoby lze pak nalít dva různě koncentrované roztoky např. kuchyňské soli (NaCl) anebo na jednu stranu nalít čistou vodu a na druhou stranu uvedený roztok soli. Síla osmotického tlaku způsobuje, že koncentrovanější roztok se snaží vyrovnat svou koncentraci právě pohybem molekul rozpouštědla přes polopropustnou membránu a svou koncentraci tak snížit. Matematicky lze osmotický tlak vyjádřit tzv. van’t Hoffovou rovnicí ve tvaru: , kdeπznačí právě osmotický tlak,cje koncentrace roztoku na jedné straně membrány,R je univerzální plynová konstanta aTznačí teplotu. V uvedeném videu je situace principiálně stejná.
Pro uvedený experiment je nejprve nutno zbavit vajíčko skořápky. Toho bylo docíleno rozpuštěním skořápky ve zředěné kyselině chlorovodíkové. Po rozpuštění skořápky zůstane bílek a žloutek v tenké blance, která zde plní funkci výše diskutované membrány. Pro další popis experimentu je nutno dodat, že do každé kádinky byl nalit různě koncentrovaný roztok chloridu sodného. Do jedné kádinky byla nalita čistá voda, tj. koncentrace byla nulová. Do druhé kádinky pak byl nalit vodný roztok soli. Z časosběrného videa pak jasně vyplývá, že vajíčko ponořené do čisté vody má tendenci tuto vodu „nasávat“ a tím zředit obsah. Na druhou stranu vajíčko ponořené v roztoku soli „nasává“ čistou vodu pouze do určité míry. V závěru videa pak dojde dokonce k situaci, že vaječná blána praskne. To je způsobeno rozdílnými silami – silou osmotického tlaku a mechanickou pevností membrány. Osmotický tlak zde má vyšší sílu než je mechanická pevnost vaječné blány.
Na závěr je možno uvést ještě jeden důsledek osmotického tlaku. Opět bychom mohli navázat na prvně jmenovanou nádobu, která obsahuje dva různě koncentrované roztoky soli. Nádobu si však představme téměř uzavřenou a na každé straně s válcovitým ústím. Síla osmotického tlaku způsobí, že molekuly rozpouštědla migrují přes membránu z méně koncentrovaného roztoku do části nádoby s vyšší koncentrací. Tím dojde samozřejmě ke změně objemu a ve válcových ústích je možno pozorovat rozdílnou výšku hladiny. V ustáleném stavu dochází k situaci, kdy se síla osmotického tlaku vyrovná hodnotě hydrostatického tlaku, který je dán rozdílnou výškou hladiny.
