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El fenómeno de la Osmosis fue explicado en 1855 por el científico alemán Adolf Eugen Fick mediante la ley de Fick estudiando el comportamiento de los gases y fluidos en las células de las plantas. La ley del flujo de difusión. En 1886 J. H. Van’t Hoff concluyo que “La presión osmótica … necesaria para compensar un déficit energético que se produce por la disolución espontánea del soluto en el solvente”.

El proceso de ósmosis inversa fue propuesto por primera vez por Charles E. Reid en 1953. Una de las sorpresas que se han llevado los fisicoquímicos en el campo de la aplicación de las membranas ha sido descubrir su versatilidad, porque han servido en el tratamiento de un sin número de mezclas, sea para concentrarlas o diluirlas. Las áreas de la ingeniería que más se han visto favorecidas con estas aplicaciones son principalmente las industrias de los alimentos, del papel, la biomedicina, la petroquímica, la nuclear. La ósmosis inversa es una tecnología de purificación del agua que utiliza una membrana semipermeable para eliminar iones, moléculas y partículas más grandes en el agua potable. Para lograr la ósmosis inversa se aplica una presión para vencer la presión osmótica, que es una propiedad coligativa producida por diferencias de potencial químico del solvente, un parámetro termodinámico.

La ósmosis inversa puede eliminar muchos tipos de elementos suspendidos en el agua, incluyendo bacterias, y está utilizada tanto en procesos industriales como para la producción de agua potable. El resultado es que la disolución es retenida del lado presurizado de la membrana y el solvente puro puede pasar al otro lado. Para lograr la «selectividad», esta membrana no debe dejar pasar iones o moléculas grandes a través de sus poros (o agujeros), pero debe dejar pasar libremente componentes más pequeños de la solución (como las moléculas solventes). La fuerza que ocasiona el movimiento del solvente es la reducción en la energía libre del sistema cuando la diferencia en la concentración del solvente en cualquiera de los lados de una membrana se reduce, generando presión osmótica debido a que el solvente se mueve a la solución más concentrada.

La ósmosis inversa es la aplicación de una presión externa para invertir el flujo natural del solvente. La osmosis inversa no es un filtro, funciona gracias a la diferencia de la energía termodinámica de la concentración. La ósmosis inversa aplica difusión, haciendo que el proceso dependa de la presión, el índice de flujo y otras condiciones.