Joomla Software solutions Template

Payday loan

Осмоза и осмотично налягане

Осмозата е насочено движение на молекулите на разтворителя и аналогично на дифузията протича при концентрационна разлика и под движещата сила именно на тази разлика. Наличието на полупропусклива преграда обаче позволява придвижването само на частиците на разтворителя.Частиците на разтвореното вещество не могат да преминат. Осмозата би трябвало да продължи до пълното изравняване на концентрациите от двете страни на преградата. Хидростатичното налягане при установяване на динамичното равновесие се нарича осмотично налягане.

ПР: Ако неглазиран глинен съд се напои с разтвор на CuSO4 и след това се потопи в разтвор на K4[Fe(CN)6], в порите му се отлага Cu2[Fe(CN)6], който играе ролята на полупропусклива мембрана. Когато разтворът се отделя от разтворителя чрез мембраната, молекулите на чистия разтворител ще преминават към разтвора, тъй като концентрацията на разтворителя е по-малка в разтвора. Обемът на разтвора ще нарасне, а концентрацията му ще намалее. Молекулите и йоните на разтвора в стремежа си да изравнят концентрациите си ще се отправят към чистия разтворител , но ще срещнат препятствие от мембраната и ще се удрят в нея. Последната се издува към чистия разтворител. Ударите на разтвореното вещество обуславят налягането , което изпитва мембраната – то се нарича осмотично(π). Осмотичното налягане се повишава с повишаване на температурата , тъй като нараства енергията на движещите се частици , а оттам – и броят на ударите.

Осмозата е изследвана за пръв път системно от Пфефер(1877). При дадена температура осмотичното налягане на един разреден разтвор е пропорционално на концентрацията на разтвореното веществo.

π = constC

При дадена концентрация осмотичното налягане нараства линейно с температурата

π = constТ

Тези два закона (аналогични на законите за идеални газове) били обобщени от Вант Хоф в един общ закон

π= RcT

Този закон е идентичен със закона на Менделеев – Клапейрон за идеалните газове. И от                 рV =nRT        следва

p = (n /V) RT = cRT

където с – моларна концентрация

R – газова константа

п – брой молове разтворено вещество

р – газово налягане

Вант Хоф установява , че дори и константата на пропорционалност има същата стойност и е равна на универсалната газова константа. Това му дава основание да изкаже закона за разредените разтвори в следния вид:

Осмотичното налягане на даден разтвор е равно на онова налягане, което би упражнило върху стените на съда разтвореното вещество, ако се намираше в газообразно състояние и заемаше при същата температура обема, предоставен на разтвора.

Не трябва да се прави погрешния извод, че частиците на разтвореното вещество имат едно и също поведение в газообразно състояние и в разреден разтвор. Не трябва да се смесва хидростатичното налягане върху стените на съда с осмозата, която е свойство на системата разтвор – разтворител – полупропусклива преграда.

Законите на Пфефер и Вант-Хоф се отнасят за идеални  разтвори, т.е. за такива, при които разтворените частици не взаимодействат помежду си. Това е възможно при много разредени разтвори и ако частиците не образуват солвати.

От закона на Вант-Хоф следва, че еквимоларни (с еднаква моларна концентрация ) разтвори при еднаква температура имат еднакво осмотично налягане – такива разтвори се наричат изотонични. При с = 1g-mol/l осмотичното налягане е равно на 2,269 МРа.

От два разтвора с различни осмотични налягания този, при който налягането е по-малко , се характеризира като хипотоничен, а другият като хипертоничен. Човешката кръв е най-често с осмотично налягане 7,7 atm и е изотонична на 0,95% разтвор на натриев хлорид във вода (физиологичен разтвор). При разделянето на два, различаващи се по своето осмотично налягане разтвори ще протече осмоза с цел да се изравнят осмотичните налягания. Именно тази осмоза играе огромна роля в природата. На този процес се дължи преминаването на веществата през клетъчните мембрани. Поставянето на растителна или животинска клетка в хипотоничен по отношение на разтвора във вътрешността й разтвор ще предизвика проникване на разтворител в клетката. Обемът на вътрешноклетъчната течност се увеличава и се достига до т.нар. тургур. Тургурното състояние е етап на развитието на семената в почвата. То е присъщо и на живите растения. При откъсването им, следствие изпарението на водата , тургурът изчезва и растението увяхва. Потапянето му във вода води до интезивна осмоза, поддържане на тургура и запазване на външния вид на растението продължително време.

Осмозата е една от причините за проникване на почвените води в корените на дърветата и изкачването им високо по стеблото. Клетките се хранят и обменят жизнени сокове с помощта на това явление.