La ósmosis es un proceso en el que un fluido pasa a través de una membrana semipermeable, pasando de un área en la que un soluto como la sal está presente en concentraciones bajas a un área en la que el soluto está presente en concentraciones altas. El resultado final de la ósmosis, salvo factores externos, será cantidades iguales de líquido a cada lado de la barrera, creando un estado que se conoce como «isotónico». El fluido más comúnmente utilizado en las demostraciones de ósmosis es el agua, y la ósmosis con una amplia variedad de soluciones fluidas es clave para todos los organismos vivos de la Tierra, desde los humanos hasta las plantas.
Hay algunos términos clave relacionados con la ósmosis que puede ser útil conocer cuando se piensa en cómo funciona la ósmosis. El fluido que atraviesa la membrana se conoce como disolvente, mientras que la sustancia disuelta en el fluido es un soluto. Juntos, el solvente y el soluto disuelto forman una solución. Cuando una solución tiene niveles bajos de soluto, se considera hipotónica, mientras que las soluciones con niveles altos de soluto se conocen como hipertónicas.
En un ejemplo clásico de ósmosis, las plantas utilizan la ósmosis para absorber agua y nutrientes del suelo. La solución en las raíces de las plantas es hipertónica, extrayendo agua del suelo hipotónico circundante. Las raíces están diseñadas como membranas selectivamente permeables, que admiten no solo agua, sino también algunos solutos útiles, como los minerales que la planta necesita para sobrevivir. La ósmosis también juega un papel crítico en las células vegetales y animales, con fluidos que entran y salen de la pared celular para traer nutrientes y eliminar los desechos.
El líquido entra y sale de la membrana semipermeable en ósmosis, pero generalmente hay un flujo neto en una dirección u otra, dependiendo de qué lado de la membrana tenga una mayor concentración de solutos. Es posible alterar el proceso de ósmosis creando presión en la solución hipertónica. Cuando la presión se vuelve tan intensa que el solvente de la solución hipotónica no puede atravesar la membrana, se conoce como presión osmótica e impedirá la consecución de un estado isotónico.
Los principios que subyacen a la ósmosis son clave para comprender una amplia variedad de conceptos. Por ejemplo, la afección médica a veces fatal conocida como intoxicación por agua ocurre cuando las personas beben una gran cantidad de agua muy rápidamente, lo que provoca una dilución del agua que fluye libremente por sus cuerpos. Esta solución diluida es capaz de atravesar las membranas celulares, gracias a la ósmosis, y puede hacer que las células exploten a medida que se expanden para acomodar el agua. Por el contrario, cuando las personas se deshidratan, las células se marchitan y mueren a medida que el agua que fluye libremente en el cuerpo se concentra mucho en solutos, lo que hace que el agua fluya fuera de las células en un intento de alcanzar un estado isotónico.