Η όσμωση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ένα ρευστό διέρχεται από μια ημιπερατή μεμβράνη, μετακινούμενη από μια περιοχή στην οποία μια διαλυμένη ουσία όπως το αλάτι υπάρχει σε χαμηλές συγκεντρώσεις σε μια περιοχή στην οποία η διαλυμένη ουσία υπάρχει σε υψηλές συγκεντρώσεις. Το τελικό αποτέλεσμα της όσμωσης, εκτός από εξωτερικούς παράγοντες, θα είναι ίσες ποσότητες υγρού και στις δύο πλευρές του φραγμού, δημιουργώντας μια κατάσταση που είναι γνωστή ως «ισοτονική». Το υγρό που χρησιμοποιείται πιο συχνά σε επιδείξεις όσμωσης είναι το νερό και η όσμωση με μεγάλη ποικιλία υγρών διαλυμάτων είναι το κλειδί για κάθε ζωντανό οργανισμό στη Γη, από τον άνθρωπο μέχρι τα φυτά.
Υπάρχουν ορισμένοι βασικοί όροι που σχετίζονται με την όσμωση, τους οποίους μπορεί να είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε όταν σκεφτόμαστε πώς λειτουργεί η όσμωση. Το ρευστό που διέρχεται από τη μεμβράνη είναι γνωστό ως διαλύτης, ενώ η διαλυμένη ουσία στο ρευστό είναι διαλυμένη ουσία. Μαζί, ο διαλύτης και η διαλυμένη διαλυμένη ουσία συνθέτουν ένα διάλυμα. Όταν ένα διάλυμα έχει χαμηλά επίπεδα διαλυμένης ουσίας, θεωρείται ότι είναι υποτονικό, ενώ τα διαλύματα με υψηλά επίπεδα διαλυμένης ουσίας είναι γνωστά ως υπερτονικά.
Σε ένα κλασικό παράδειγμα όσμωσης, τα φυτά χρησιμοποιούν όσμωση για να απορροφήσουν νερό και θρεπτικά συστατικά από το έδαφος. Το διάλυμα στις ρίζες των φυτών είναι υπερτονικό, αντλώντας νερό από το περιβάλλον υποτονικό έδαφος. Οι ρίζες σχεδιάζονται ως επιλεκτικά διαπερατές μεμβράνες, που δεν επιτρέπουν μόνο νερό, αλλά και ορισμένες χρήσιμες διαλυμένες ουσίες, όπως μέταλλα που χρειάζεται το φυτό για να επιβιώσει. Η όσμωση παίζει επίσης κρίσιμο ρόλο στα φυτικά και ζωικά κύτταρα, με τα υγρά να ρέουν μέσα και έξω από το κυτταρικό τοίχωμα για να φέρουν θρεπτικά συστατικά και να μεταφέρουν τα απόβλητα.
Το υγρό διέρχεται τόσο μέσα όσο και έξω από την ημιπερατή μεμβράνη σε όσμωση, αλλά συνήθως υπάρχει μια καθαρή ροή προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση, ανάλογα με το ποια πλευρά της μεμβράνης έχει μεγαλύτερη συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών. Είναι δυνατό να αλλοιωθεί η διαδικασία της όσμωσης δημιουργώντας πίεση στο υπερτονικό διάλυμα. Όταν η πίεση γίνεται τόσο έντονη που ο διαλύτης από το υποτονικό διάλυμα δεν μπορεί να περάσει μέσα από τη μεμβράνη, είναι γνωστή ως ωσμωτική πίεση και θα εμποδίσει την επίτευξη ισοτονικής κατάστασης.
Οι αρχές που διέπουν την όσμωση είναι βασικές για την κατανόηση μιας μεγάλης ποικιλίας εννοιών. Για παράδειγμα, η μερικές φορές θανατηφόρα ιατρική κατάσταση γνωστή ως τοξίκωση από το νερό συμβαίνει όταν οι άνθρωποι πίνουν μεγάλη ποσότητα νερού πολύ γρήγορα, προκαλώντας αραίωση του νερού που ρέει ελεύθερα μέσα από το σώμα τους. Αυτό το αραιωμένο διάλυμα είναι ικανό να σπρώξει μέσα από τις κυτταρικές μεμβράνες, χάρη στην όσμωση, και μπορεί να προκαλέσει έκρηξη των κυττάρων καθώς διαστέλλονται για να χωρέσουν το νερό. Αντίθετα, όταν οι άνθρωποι αφυδατώνονται, τα κύτταρα συρρικνώνονται και πεθαίνουν καθώς το νερό που ρέει ελεύθερα στο σώμα συγκεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό με διαλυμένες ουσίες, προκαλώντας τη ροή του νερού από τα κύτταρα σε μια προσπάθεια να φτάσει σε μια ισοτονική κατάσταση.