Надо Знать

добавить знаний



Осмотическое давление



Осмотическое давление (или диффузный давление) - термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора снизить свою концентрацию при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворителя и растворенного вещества.

Возникновения осмотического давления при наличии полупроницаемой мембраны: молекулы растворителя (серые круги) поступают в более концентрированный раствор (где их количество меньше) пытаясь виривяты концентрацию, из менее концентрированного сквозь мембрану, которая не пропускает молекулы растворенного вещества (красные круги)

Если раствор отделен от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, то возможна лишь односторонняя диффузия - осмотическое всасывание растворителя сквозь мембрану в раствор. В этом случае осмотическое давление становится доступной для прямого измерения величиной, равной избыточному давлению, что нужно приложить со стороны раствора для выравнивания количества растворителя с обеих сторон полупроницаемой мембраны при осмотической равновесии. Осмотическое давление обусловлен снижением химического потенциала растворителя в присутствии растворенного вещества.

Тенденция системы выравнивать химические потенциалы во всех частях своего объема и переходить в состояние с низким уровнем свободной энергии вызывает осмотическое ( диффузный) перенос веществ.

Осмотическое давление в идеальных и сильно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворенных веществ, при постоянной температуре оно определяется только числом "кинетических элементов" - ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных частиц - в единице объема раствора.

Первые измерения осмотического давления провел В. Пфефером в 1877 году, исследуя водные растворы тростникового сахара. Его данные позволили Я. Г. Вант-Гоффу установить (в 1887 г.) зависимость осмотического давления от концентрации растворенного вещества, збiгается по форме с законом Бойля-Мариотта для идеальных газов. Оказалось, что осмотическое давление численно равно давлению, которое бы наносила растворенное вещество, если бы она при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимала объем, равный объему раствора.

Для очень разбавленных растворов недисоциюючих веществ найденная закономерность, достаточно точно описывается уравнением:

pV = \ nu RT \,

где \ Nu \, - Число молей вещества в растворе объема V; R - универсальная газовая постоянная, Т - абсолютная температура (в Кельвинах), p - величина осмотического давления.

В случае диссоциации вещества в растворе на ионы в правую часть уравнения вводится множитель i> 1, называется коэффициентом Вант-Гоффа и соответствует количеству кинетически активных элементов в растворе, при ассоциации растворенного вещества и <1. Так, например, хлорид кальция CaCl 2 при растворении диссоциирует на три ионы, поэтому для вычисления количества осмотически активных кинетических элементов (в молях) количество этого вещества надо умножить на три, следовательно в данном случае и = 3.

Осмотическое давление реального раствора ( p ' ) Всегда меньше, чем идеального (p "), причем отношение р '/ р" = g, что называется осмотическим коэффициентом, возрастает при увеличении концентрации.

Растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изотоническими или изоосмотическими. Так, различные кровезамисникы и физиологические растворы изотонические относительно срединных жидкостей организма. Для всех позвоночных животных (в том числе и человека) изотоническим относительно жидкостей их организма является 0,9% раствор соли (NaCl) в воде.

Если один раствор в сравнении с другим имеет более высокое осмотическое давление, его называют гипертоническим, а если меньше осмотическое давление - гипотоническим.


Источники


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам