Осмотичний тиск

Відео: Порушення водно сольового балансу. частина I

осмотичний тиск (Або дифузний тиск) - термодинамічний параметр, що характеризує прагнення розчину понизити свою концентрацію при зіткненні з чистим розчинником внаслідок зустрічної дифузії молекул розчинника і розчиненої речовини.

Механізм виникнення осмотичного тиску при наявності напівпроникною мембрани: молекули розчинника (сірі кола) надходять в більш концентрований розчин (де їх кількість менше) намагаючись вірівяти концентрацію, з менш концентрованого крізь мембрану, яка не пропускає молекули розчиненої речовини (червоні кола)
Якщо розчин відділений від чистого розчинника напівпроникною мембраною, то можлива лише одностороння дифузія - осмотичне всмоктування розчинника крізь мембрану в розчин. В цьому випадку осмотичний тиск стає доступною для прямого виміру величиною, рівною надлишковому тиску, треба докласти з боку розчину для вирівнювання кількості розчинника по обидва боки напівпроникною мембрани при осмотической рівновазі. Осмотичний тиск обумовлений зниженням хімічного потенціалу розчинника в присутності розчиненої речовини.
Тенденція системи вирівнювати хімічні потенціали у всіх частинах свого об`єму і переходити в стан з більш низьким рівнем вільної енергії викликає осмотичний (дифузійний) перенос речовин.


Осмотичний тиск в ідеальних і сильно розведених розчинах не залежить від природи розчинника і розчинених речовин-при постійній температурі воно визначається тільки числом "кінетичних елементів" - іонів, молекул, асоціатів або колоїдних часток - в одиниці об`єму розчину.
Перші вимірювання осмотичного тиску провів В. Пфефер в 1877 році, досліджуючи водні розчини тростинного цукру. Його дані дозволили Я. Г. Вант-Гофф встановити (в 1887 р) залежність осмотичного тиску від концентрації розчиненого речовини, збiгается за формою з законом Бойля-Маріотта для ідеальних газів. Виявилося, що осмотичний тиск чисельно дорівнює тиску, який би завдавав розчинена речовина, якби вона при даній температурі знаходилось в стані ідеального газу і займало обсяг, що дорівнює об`єму розчину.
Для дуже розбавлених розчинів недісоціюючіх речовин знайдена закономірність, досить точно описується рівнянням:



де - Число молей речовини в розчині обсягу V- R - універсальна газова постійна- Т - абсолютна температура (в Кельвіна), p - величина осмотичного тиску.
У разі дисоціації речовини в розчині на іони в праву частину рівняння вводиться множник і gt; 1, що називається коефіцієнтом Вант-Гоффа і відповідає кількості кінетично-активних елементів в розчині, при асоціації розчиненої речовини і lt; 1. Так, наприклад, хлорид кальцію CaCl2 при розчиненні дисоціює на три іони, тому для обчислення кількості осмотично активних кінетичних елементів (в молях) кількість цієї речовини потрібно помножити на три-отже в даному випадку і = 3.
Осмотичний тиск реального розчину (p `) завжди менше, ніж ідеального (p "), причому відношення р` / р" = g, що називається осмотичним коефіцієнтом, зростає при збільшенні концентрації.
Розчини з однаковим осмотичним тиском називаються ізотонічними або ізоосмотичними. Так, різні кровезамісніки і фізіологічні розчини ізотонічні щодо серединних рідин організму. Для всіх хребетних тварин (в тому числі і людини) ізотонічним відносно рідин їхнього організму є 0.9% розчин солі (NaCl) в воді.
Якщо один розчин порівняно з іншим має більш високий осмотичний тиск, його називають гіпертонічним, а якщо менше осмотичнийтиск - гіпотонічним.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!