Plinovi su čudo 18. stoljeća. „On je otkrio da se kubični inč mramora sastoji od oko pola svoje težine čistoga vapna i toliko mnogo zraka da bi se njime mogla napuniti posuda od šest vinskih galona“, pisao je John Robinson u čast svoga pokojnog kolege  Josepha Blacka.  „Što može biti čudesnije (more singular) nego da se tako tanana tvar kao što je zrak nalazi u tvrdom kamenu te da se njezino prisustvo otkriva u tako velikoj promjeni svojstva kamena?“

Ljudi su, eto, za to znali od pamtivijeka, ali se nitko do Josepha Blacka nije potrudio da to znanstveno istraži, naime što se događa kada se vapnenac ispeče u vapno: od kalcijeva karbonata nastaje kalcijev oksid i ugljikov dioksid. No čudili se mi tome čemu se čudio John Robinson ili ne, ima čudo još veće. Uzmite  žlicu šećera (7 g) i otopite ga u čaši vode (200 ml) i dobili ste plin sabijen na 3,7 bara – u svakoj kapljici slatke vode!

Taj se plin sastoji od molekula šećera. Nemoguće ga je dobiti u čistom stanju, barem ne pri tom tlaku. (To kažem zato što je svaka tvar hlapljiva, pa tako i šećer. Pri nekom, tko zna koliko niskom tlaku i šećer se može pretvoriti u plin.)

Osmotski tlak

Riječ je, da skratim priču, o osmotskom tlaku. To je tlak koji postoji u otopinama, a očituje se u tome da otopine teže, baš kao i plinovi, da svoj tlak smanje. Otopina šećera to ne može učiniti poput plina, tako da ekspandira, ali će unatoč tome, kao i plin, povećati svoj volumen. Kako? Tako što će u sebe uvlačiti vodu kroz polupropusnu membranu, membranu kroz koju – samo ime kaže – prolaze samo molekule vode.

Za osmotski tlak vrijedi ista (plinska) jednadžba kao i za idealne plinove: PV = nRT, samo se sada  tlak označava grčkim slovom π umjesto latiničnim slovm P. Usto se broj molova, n, dijeli volumenom, V, da bi se dobila jednadžba π = cRT, gdje je c koncentracija izražena u mol m^-3. No,  nisam li previše zabrazdio u fiziku?

Mrkva je došla na red

Vratimo se u kuhinju. Imamo staru mrkvu, koja više nije ni za što nego da završi u kanti za smeće. Ne da je trula, ali se sasvim osušila. Ne možeš je ni nožem rezati koliko  je omekšala. I što sad? Spasit će je osmotski tlak njezinih stanica.

Nećemo napraviti ništa drugo nego mrkvu staviti u hladnu vodu. Koncentracija soli i drugih tvari u korijenu stanica mrkve veća je nego u vodi iz vodovoda. Stoga će voda ulaziti u mrkvu nastojeći izjednačiti osmotske tlakove. I gle čuda:  nakon sat ili dva stajanja u vodi  naša će mrkva biti debela, čvrsta, jedra – baš kao da smo je netom izvadili iz zemlje.

Igre s osmotskim tlakom poznate su u kuhinji. Osmotski tlak našeg, a i većine drugih živih bića, odgovara osmotskom tlaku vode  sa 0,9% soli. Takva 0,9%-tna solna otopina zove se fiziološka otopina. Njezin osmotski tlak odgovara (točno!) osmotskom tlaku krvne plazme. Ta se otopina koristi za ispiranje nosa i očiju, a daje se i infuzijom. Sve otopine koje imaju osmotski tlak kao fiziološka otopina, π = 7,5 bar, jesu izotonične.

One s višim osmotskim tlakom zovu se hipertonične, a one s nižim hipotonične. (Kad pročitate na kapima za nos da ste kupili „izotoniziranu“ morsku vodu, to ne znači ništa drugo nego da ste platili XXX  kuna za destiliranom vodom razrijeđenu morsku vodu.) Mrkvu smo dakle umočili u hipotoničnu otopinu.

A što učiniti kada želimo nešto konzervirati?

Ali u kuhinji postoje i hipertonične otopine. Namirnice stavljamo u takve, hipertonične otopine kada želimo, upravo osmotskim tlakom, ubiti bakterije. Drugim riječima, kad ih želimo konzervirati. Za to služe, zna se, otopine šećera i soli, a dobro dođe i med.

Ovo posljednje služilo je za transport pokojnika, naravno onih koji su bili dovoljno bogati da si mogu priuštiti pola kvintala meda kako bi se njihovoj ljepoti i post mortem divili. Tako je dopremljeno tijelo Aleksandra Velikog, a tko se sjeća Kurosawinog filma Kagemusha (Sjena ratnika) sigurno mu je ostala u glavi scena kada je neki čovjek slučajno pronašao leš šoguna (čija se smrt krila) u žari punoj meda.

Dok ovo pišem, moja se mrkva moči u vodi. Svako malo dođem da je pipnem te vidim je li dobro nabubrila. I što ću sad s njom?

Ako sam prigladnio pojest ću je sirovu. Ako je već došlo vrijeme kuhanja ručka, stavit ću je u lonac. No ako mi trenutno ne treba, a ne da mi je se još jednom oživljavati, izrezat ću je i staviti u jabučni ocat. I neću dodati octu ni mrvicu soli, jer tada bi osmotski tlak u octu mogao biti veći nego u mrkvi. Mrkva bi se sasušila umjesto da ostane nabubrena. 

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, Bug online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.