8.1 Pression osmotique et pression de fonctionnement Le procédé de l’osmose inverse est basé sur la propriété des membranes semi-perméables de laisser passer l’eau tout en arrê- tant les sels dissous. La figure 6 met en évidence ce phénomène : une membrane semi-perméable divise un récipient en deux com- partiments. Dans le premier compartiment (1), on verse de l’eau pure, dans le deuxième (2) une solution de chlorure de sodium.
Les niveaux sont identiques dans les deux compartiments au début de l’expérience. On observera alors que l’eau circule de 1 vers 2.
À l’équilibre, il en résulte une différence de niveau entre 1 et 2, qui mettent en évidence la pression osmotique de la solution de NaCl. S’il était possible d’appliquer une pression sur le compartiment 2 supérieure à la pression osmotique, on observerait la circulation de l’eau en sens inverse. On pourrait même concentrer la solution 2 au- delà de sa concentration initiale et obtenir une quantité d’eau douce dans le compartiment 1 supérieure à celle versée au début de l’expérience.
C’est l’osmose inverse.
La pression osmotique est donnée par la relation :

π=103miRT
Avec

π pression osmotique (en Pa), mi Somme des molalités de chaque ion ou molécule non ionisée (en mol/kg),

R constante molaire des gaz (8,314 J/mol),

T température (en K).
Exemple :
Cas d’une solution de NaCl à 27 °C titrée à 10 g/kg : mNacl=mcl=mNa=0,171molkg π=103mNa+mclRT=2.171.8,314.300=853020pa=8,5bar
Le même calcul conduit à une pression osmotique de 34 bar pour une eau de mer supposée contenir uniquement 40 g/kg de NaCl. Pour que le phénomène d’osmose inverse se produise dans de bonnes conditions économiques, il faut que la pression appliquée soit deux fois celle de la pression osmotique. On en déduit que la pression de fonctionnement d’une osmose d’eau de mer sera de l’ordre de :
34.2 = 68 bar
On notera que la membrane semi-perméable retient les corps dissous