هل سبق لك أن تساءلت عن سبب رطوبة رقائق البطاطس عند وضعها في وعاء من الماء؟ إنه بسبب التناضح. التناضح هو حركة الماء من منطقة عالية تركيز الماء إلى منطقة ذات تركيز ماء منخفض. في حالة رقائق البطاطس، يكون تركيز الماء خارج الرقاقة أعلى مما هو بداخلها. لذلك، تتحرك جزيئات الماء داخل الرقاقة، مما يؤدي إلى انتفاخها وتصبح منديًا. نتيجة لذلك، التناضح عملية مهمة جدًا في الطبيعة ويلعب دور في العديد من الأشياء المختلفة، مثل طريقة نمو النباتات والطريقة التي تعمل بها أجسامنا.
محتويات المقال :
التناضح هو حركة الماء عبر غشاء شبه منفذ من منطقة ذات تركيز عالٍ للماء إلى منطقة ذات تركيز ماء منخفض. وذلك عبر الغشاء شبه المنفذ؛ وهو حاجز يسمح لبعض الجزيئات بالمرور من خلاله دون غيرها. حيث يسمح الغشاء بمرور جزيئات الماء، ولكن ليس المواد المذابة في المحلول.
إذا كان تركيز الماء خارج الخلية أعلى من تركيز الماء داخل الخلية ، فسوف ينتقل الماء إلى الخلية. وذلك ما يسمى بالتناضح مفرط التوتر. إذا كان تركيز الماء خارج الخلية أقل من تركيز الماء داخل الخلية، فسيخرج الماء من الخلية، ويُسمى بالتناضح ناقص التوتر. إذا كان تركيز الماء خارج الخلية هو نفسه تركيز الماء داخل الخلية، فلن تكون هناك حركة صافية للمياه عبر الغشاء. ونتيجة لذلك يُسمى بالتناضح متساوي التوتر.
يعتبر التناضح عملية مهمة للغاية بالنسبة للنباتات والحيوانات. حيث تعتمد النباتات على هذه العملية لأخذ الماء من التربة. وكذلك تستخدمه الحيوانات لتنظيم محتوى الماء في خلاياها. كما أنه مهم أيضًا لنقل العناصر الغذائية وفضلات الجسم [1] .
ولفهم معنى التناضح بشكل أفضل، يمكنك القيام بتجربة البيض في الخل. وهي تجربة علمية ممتعة وسهلة يمكن إجراؤها في المنزل باستخدام عدد قليل من المكونات البسيطة. توضح التجربة عملية التناضح، وهي حركة الماء عبر غشاء شبه منفذ [2] .
للقيام بالتجربة، سوف تحتاج إلى:
ستلاحظ أن قشر البيض قد ذاب تاركًا بياض البيض وصفار البيض محاطًا بغشاء رقيق. حيث أذاب الخل كربونات الكالسيوم في قشر البيض، وهو ما يعطي قشر البيض قوته. بينما الغشاء مصنوع من مادة مختلفة لا تتأثر بالخل.
في تجربة البيض في الخل، يكون الخل محلولًا بتركيز عالٍ من الماء. قشر البيض عبارة عن غشاء شبه منفذ يسمح بمرور الماء من خلاله. ينتقل الماء من الخل إلى قشر البيض، مما يتسبب في إذابة قشر البيض [2] .
الغشاء شبه المنفّذ هو نوع من الغشاء يسمح لجزيئات أو أيونات معينة بالمرور عبره بينما يحجب الجزيئات الآخرى. حيث يسمح غشاء نصف نافذ للماء بالمرور من خلاله، ولكن ليس الأيونات أو الجزيئات الأكبر. بينما في التناضح العكسي، يتم استخدام غشاء نصف نافذ لإجبار الماء بشكل انتقائي للانتقال من المحلول عبر الغشاء لفصله عن المذاب. عادة ما تكون الأغشية مصنوعة من طبقة رقيقة من البولي أميد تترسب فوق طبقة دعم مسامية من polysulfone. الأغشية الاصطناعية القوية مطلوبة من أجل تنقية فعالة عالية الضغط. الأغشية الاصطناعية الأكثر شيوعًا المستخدمة اليوم مصنوعة من أسيتات السليلوز أو المواد المركبة ذات الأغشية الرقيقة. بشكل أساسي، يعمل الغشاء شبه المنفذ كمرشح للماء ليمر عبره في التناضح العكسي، ويسمح لجزيئات الماء بالمرور بينما يمنع الملوثات مثل الأيونات والجزيئات الأكبر [3].
يعتبر التناضح عملية مهمة للغاية تلعب دورًا في العديد من جوانب الحياة المختلفة مثل [1-4]:
هو تقنية غشاء تستخدم فرق الضغط التناضحي لمعالجة سائلين في وقت واحد، مما يوفر معالجة موفرة للطاقة للمياه ومياه الصرف. تم تطبيقه في تجارب معملية في العديد من الصناعات، بما في ذلك الأغذية والمشروبات، والمواد الكيميائية، والأدوية، ومعالجة الفحم، وزراعة الطحالب الدقيقة ، والمنسوجات، والورق، والإلكترونيات، وتصنيع السيارات. كما تم العثور على أبحاث حول التخلص من المعادن الثقيلة ومعالجة مياه التبريد باستخدام هذه العملية.
التناضح العكسي هو عملية تنقية للمياه، حيث يُستخدم غشاء شبه منفذ لتصفية الجزيئات غير المرغوب فيها والجزيئات الكبيرة مثل الملوثات والرواسب من مياه الشرب. تعمل العملية عن طريق دفع الماء تحت الضغط عبر غشاء شبه منفذ يسمح بمرور جزيئات الماء ولكنه يمنع الملوثات من الدخول إلى الجانب الأقل تركيزًا من الغشاء. يمكن لهذه العملية إزالة العديد من الأنواع الكيميائية المذابة والمعلقة وكذلك الأنواع البيولوجية (البكتيريا بشكل أساسي) من المياه، ويستخدم في كل من العمليات الصناعية وإنتاج مياه الشرب. والنتيجة هي ماء نظيف وصولاً إلى المستوى الجزيئي، تاركًا وراءه فقط H2O النقي.
يزيل التناضح العكسي ما يصل إلى 99٪ من الأملاح المذابة والجزيئات والغرويات والمواد العضوية والبكتيريا من الماء. وبالرغم من أنه لا يزيل 100٪ من البكتيريا والفيروسات، ولكن يمكنه إنتاج مياه نقية للغاية في منزلك [1].
كلاهما من تقنيات الأغشية المستخدمة في معالجة المياه ، لكنهما يختلفان بعدة طرق. فيما يلي بعض الاختلافات بين التقنيتين في معالجة المياه من نتائج البحث [4] :
يمكن استخدام التناضح في عمليات الترشيح بالأغشية عالية الضغط مثل الترشيح بالنانو والتناضح العكسي لإنتاج مياه عالية الجودة للتطبيقات الصناعية والاستهلاك البشري. بشكل عام، يعتبر التناضح تقنية واعدة لمعالجة المياه، وقد تم تطبيقها في العديد من الصناعات لمعالجة المياه ومياه الصرف الصحي.
لا تزال أفكار نيتشه الفلسفية يتردد صداها في المجتمع المعاصر، وتتحدى فهمنا للأخلاق ومكانتها في…
تخيل فريقًا من العلماء الرواد يعملون بلا كلل لكشف أسرار الدماغ البشري. إنهم في سعيهم…
في عالم وسائل التواصل الاجتماعي، تظهر الصيحات وتختفي، لكن بعضها يجعلك تتساءل: ما السبب وراء…
الصداع تجربة إنسانية عالمية، وعلى الرغم من انتشاره إلا أن الأسباب الكامنة وراءه لا تزال…
إن فهم كيف بدأت الحياة وتطورت على الأرض هو السؤال الذي أذهل البشر على مر…
يصادف في شهر أغسطس الذكرى السنوية الثالثة لانسحاب الولايات المتحدة من أفغانستان وعودة طالبان إلى…
View Comments
شكرا لكم