Зависимость осмотического давления от концентрации

Осмос и осмотическое давление

Непрерывным движением молекул в жидких растворах обусловлено явление диффузии. При наличии в растворе неоднородности, например двух слоев с разными концентрациями и плотностями (рис. 12.9), частицы растворенного вещества преимущественно перемещаются в направлении слоя раствора с меньшей концентрацией. Можно визуально наблюдать постепенное перемещение интенсивно окрашенной зоны раствора вверх. Граница между слоями раствора становится все более расплывчатой, и падение концентрации от максимальной до минимальной по высоте происходит постепенно. В обратном направлении идет диффузия молекул растворителя. Скорость диффузии зависит от перепада (градиента) концентраций, размеров молекул, вязкости среды и температуры.

Диффузией называется явление самопроизвольного переноса вещества в жидкости или газе из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией.

Представим себе теперь, что бесцветный раствор сахара и вода разделены пористой перегородкой, через которую могут проходить только молекулы растворителя, но нс проходят молекулы сахара. Один из давно известных способов изготовления такой перегородки состоит в том, что пористый керамический сосуд, пропитанный раствором сульфата меди, погружают в раствор желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆]. В порах цилиндра образуется нерастворимая комплексная соль Cu₂[Fe(CN)₆]. Размеры пор в этом осадке таковы, что керамическая стенка сосуда приобретает свойство полупроницаемости. Возможно изготовление полупроницаемых перегородок из разнообразных материалов. Тонкие полупроницаемые перегородки называют мембранами. Оболочки растительных и животных клеток и внутриклеточные перегородки также являются полупроницаемыми мембранами, способными избирательно пропускать не только молекулы воды, но и некоторые другие молекулы и ионы.

Если в сосуд, обработанный, как описано выше, налить раствор сахара и погрузить сосуд в воду (рис. 12.10), то через мембрану будут проходить только молекулы воды. Скорость переноса воды окажется больше в направлении из чистой воды в раствор сахара. Вследствие этого объем раствора постепенно увеличивается, а концентрация его уменьшается. Наблюдаемое явление называется осмосом. Осмос идет также между двумя растворами разной концентрации, если они помещены по разные стороны мембраны. Растворитель переходит из раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества в раствор с большей концентрацией. В этом случае перенос растворителя заканчивается при выравнивании концентрации растворов.

Осмос — это явление самопроизвольного переноса растворителя через полупроницаемую мембрану из чистого растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества в раствор с большей концентрацией.

Рис. 12.9. Диффузия сульфата меди в растворе с перепадом концентрации

Осмос играет очень важную роль в жизни животных и растительных организмов. Если клетка окружена жидкостью с небольшой концентрацией растворенных веществ, то вода переносится из среды в клетку, увеличивая объем цитозоля и растягивая оболочку клетки. В результате клетка поддерживается в напряженном состоянии. Вот почему такие мягкие части растения, как травянистые стебли, листья, лепестки цветов обладают упругостью. У срезанного растения вследствие испарения воды объем цитозоля уменьшается, оболочки клеток теряют натяжение, и растение вянет. Но стоит только

начавшее вянуть растение поставить в воду, как возникает осмос, оболочки клеток снова напрягаются и растение принимает прежний вид.

В медицине строго соблюдается требование изотоничности, т.е. одинакового осмотического давления, биологических жидкостей и инъекционных растворов.

При сильном разбавлении крови водой начинается разрушение (гемолиз) кровяных клеток вследствие осмотического переноса воды внутрь клеток. Кровяные клетки, помещенные в раствор с высокой концентрацией, например 5%-ный раствор хлорида натрия, теряют воду вследствие осмоса и сжимаются — происходит плазмолиз. Эти явления предотвращаются внутривенным введением лекарств в изотоническом растворе. Изотопическим по отношению к крови является 0,9%-ный раствор хлорида натрия в воде

На рис. 12.10 показано, что раствор, вода проникает в раствор через объем которого увеличивается в резуль- полупроницаемую стенку тате осмоса, постепенно поднимается но трубке. Столб жидкости, возвышающейся над наружной поверхностью воды, создает гидростатическое давление, направленное против движущей силы осмоса. При достаточном поднятии жидкости по трубке осмос прекращается. Давление столба жидкости начинает выталкивать растворитель через мембрану с такой же силой, с какой растворитель проникает в раствор. Устанавливается осмотическое равновесие. В этом состоянии давление столба жидкости равно движущей силе осмоса, называемой осмотическим давлением л.

Величина осмотического давления была исследована методом уравновешивания осмоса приложенным внешним давлением с применением осмометров, в принципе не отличающихся от прибора на рис. 12.10. Исследования разных растворов показали, что в случае разбавленных растворов осмотическое давление не зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Оно прямо пропорционально молярной концентрации раствора и абсолютной температуре:

Коэффициент k оказался одним и тем же для разных растворителей и растворенных веществ (в этом и проявляется независимость осмотического давления от природы раствора). Интереснее всего то, что численное значение этого коэффициента совпадает с универсальной газовой постоянной R = 8,31 л -кПа моль -1 • К -1 . Таким образом, можно написать окончательное уравнение

Учитывая, что молярная концентрация с = п/ У, мы можем убедиться, что уравнение (12.6) формально не отличается от уравнения состояния идеального газа:

Сходство уравнений для расчета давления газа и осмотического давления, обнаруженное голландским ученым Я. Вант-Гоффом (1852—1911), позволило ему дать следующую формулировку закона осмотического давления (закона Вант-Гоффа).

Осмотическое давление раствора равно тому давлению, которое производило бы растворенное вещество, если бы оно при той же температуре находилось в газообразном состоянии и занимало объем, равный объему раствора.

Пример 12.12. Какое осмотическое давление может производить одномолярный (1 моль в 1 л) раствор сахарозы?

Решение. Если взять газ, 1 моль которого сжат до объема 1 л при 0°С, то давление газа составит 22,4 атм, так как при давлении 1 атм газ занимал бы объем 22,4 л. Таким образом, по закону Вант-Гоффа раствор, данный в условии задачи, мог бы производить осмотическое давление 22,4 атм. Это весьма большое давление; оно приблизительно равно давлению воды на глубине 220 м.

Необходимо, однако, подчеркнуть, что, несмотря на полную аналогию числовых зависимостей, механизмы газового и осмотического давлений совершенно различны. Раствор в обычном сосуде никак не проявляет своего осмотического давления. Но представим себе раствор с концентрацией 1 моль/л, помещенный в полупроницаемую сферическую оболочку из керамики. Эту оболочку погружают в воду. Поскольку керамика не эластична, осмотический перенос воды внутрь оболочки очень быстро создаст осмотическое давление на внутреннюю поверхность 22,4 атм. Оболочка может не выдержать такого давления и разрушиться раньше, чем установится осмотическое равновесие.

Расчеты по закону Вант-Гоффа дают точные результаты только для разбавленных растворов. В концентрированных растворах наблюдаются значительные отклонения от измеренных на опыте значений. Особенно сильные отклонения обнаруживаются в водных растворах электролитов — веществ, проводящих электрический ток в водном растворе, о чем подробно будет сказано в гл. 13.

На основе зависимости между молярной концентрацией и осмотическим давлением раствора можно по измеренному значению тт вычислять молярные массы таких веществ, которые не могут быть переведены в газообразное состояние, но образуют растворы в тех или иных растворителях.

Пример 12.13. 3 г неизвестного вещества растворили в 500 мл воды. Измеренное осмотическое давление этого раствора при 20 °С составило 243,6 кПа. Вычислите молярную массу вещества.

Решение. Преобразуем уравнение Вант-Гоффа, подставив с = m/(MV):

Отсюда получаем выражение для расчета молярной массы: Производим вычисления:

Возможно, что это вещество карбамид CO(NH₂)₂.

Осмотическое давление

Осмот и ческое давл е ние, диффузное давление, термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Если раствор отделен от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, то возможна лишь односторонняя диффузия — осмотическое всасывание растворителя через мембрану в раствор. В этом случае осмотическое давление становится доступной для прямого измерения величиной, равной избыточному давлению, приложенному со стороны раствора при осмотическом равновесии (см. Осмос). Осмотическое давление обусловлено понижением химического потенциала растворителя в присутствии растворённого вещества. Тенденция системы выравнивать химические потенциалы во всех частях своего объёма и перейти в состояние с более низким уровнем свободной энергии вызывает осмотическое (диффузионный) перенос вещества. Осмотическое давление в идеальных и предельно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворённых веществ; при постоянной температуре оно определяется только числом «кинетических элементов» — ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных частиц — в единице объёма раствора. Первые измерения осмотического давления произвёл В. Пфеффер (1877), исследуя водные растворы тростникового сахара. Его данные позволили Я. X. Вант-Гоффу установить (1887) зависимость осмотического давления от концентрации растворённого вещества, совпадающую по форме с Бойля — Мариотта законом для идеальных газов. Оказалось, что осмотическое давление (p) численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму раствора. Для весьма разбавленных растворов недиссоциирующих веществ найденная закономерность с достаточной точностью описывается уравнением: p V = nRT, где n — число молей растворённого вещества в объёме раствора V; R — универсальная газовая постоянная; Т — абсолютная температура. В случае диссоциации вещества в растворе на ионы в правую часть уравнения вводится множитель i > 1, коэффициент Вант-Гоффа; при ассоциации растворённого вещества i 2 , а 53%-ный — около 10 Мн/м 2 ; осмотическое давление морской воды около 0,27 Мн/м 2 .

Осмотическое давление в клетках животных, растений, микроорганизмов и в биологических жидкостях зависит от концентрации веществ, растворённых в их жидких средах. Солевой состав биологических жидкостей и клеток, характерный для организмов каждого вида, поддерживается избирательной проницаемостью биологических мембран для разных солей и активным транспортом ионов. Относительное постоянство осмотического давления обеспечивается водно-солевым обменом, т. е. всасыванием, распределением, потреблением и выделением воды и солей (см. Выделение, Выделительная система, Осморегуляция). У т. н. гиперосмотических организмов внутреннее осмотическое давление больше внешнего, у гипоосмотических — меньше внешнего; у изоосмотических (пойкилоосмотических) внутреннее осмотическое давление равно внешнему. В первом случае ноны активно поглощаются организмом и задерживаются в нём, а вода поступает через биологич. мембраны пассивно, в соответствии с осмотическим градиентом. Гиперосмотическая регуляция свойственна пресноводным организмам, мор. хрящевым рыбам (акулы, скаты) и всем растениям. У организмов с гипоосмотической регуляцией имеются приспособления для активного выделения солей. У костистых рыб преобладающие в океанических водах ионы Na + и Cl — выделяются через жабры, у морских пресмыкающихся (змеи и черепахи) и у птиц — через особые солевые железы, расположенные в области головы. Ионы Mg 2 + , , у этих организмов выделяются через почки. Осмотическое давление у гипер- и гипоосмотических организмов может создаваться как за счёт ионов, преобладающих во внешней среде, так и продуктов обмена. Например, у акуловых рыб и скатов осмотическое давление на 60% создаётся за счёт мочевины и триметиламмония; в плазме крови млекопитающих — главным образом за счёт ионов Na + и Cl — ; в личинках насекомых — за счёт разнообразных низкомолекулярных метаболитов. У морских одноклеточных, иглокожих, головоногих моллюсков, миксин и др. изоосмотических организмов, у которых осмотическое давление определяется осмотическим давлением внешней среды и равно ему, механизмы осморегуляции отсутствуют (исключая клеточные).

Диапазон средних величин осмотического давления в клетках организмов, не способных поддерживать осмотический гомеостаз, довольно широк и зависит от вида и возраста организма, типа клеток и осмотического давления окружающей среды. В оптимальных условиях осмотическое давление клеточного сока наземных органов болотных растений колеблется от 2 до 16 ат, у степных — от 8 до 40 ат. В разных клетках растения осмотическое давление может резко различаться (так, у мангровых осмотическое давление клеточного сока около 60 ат, а осмотическое давление в сосудах ксилемы не превышает 1—2 ат). У гомоосмотических организмов, т. е. способных поддерживать относительное постоянство осмотического давления, средней величины и диапазон колебаний осмотического давления различны (дождевой червь — 3,6—4,8 ат, пресноводные рыбы — 6,0—6,6, океанические костистые рыбы — 7,8—8,5, акуловые — 22,3—23,2, млекопитающие — 6,6—8,0 ат). У млекопитающих осмотическое давление большинства биологических жидкостей равно осмотическому давлению крови (исключение составляют жидкости, выделяемые некоторыми железами, — слюна, пот, моча и др.). Осмотическое давление, создаваемое в клетках животных высокомолекулярными соединениями (белки, полисахариды и др.), незначительно, но играет важную роль в обмене веществ (см. Онкотическое давление).

Ю. В. Наточин, В. В. Кабанов.

Лит.: Мелвин-Хьюз Э. А., Физическая химия, пер. с англ., кн. 1—2, М., 1962; Курс физической химии, под ред. Я. И. Герасимова, т. 1—2, М. — Л., 1963—1966; Пасынский А. Г., Коллоидная химия, 3 изд., М., 1968: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Гриффин Д., Новик Эл., Живой организм, пер. с англ., 1973; Нобел П., Физиология растительной клетки (физико-химический подход), пер. с англ., М., 1973.

Принципиальная схема осмометра: А — камера для раствора; Б — камера для растворителя; М — мембрана. Уровни жидкости в трубках при осмотическом равновесии: а и б — в условиях равенства внешних давлений в камерах А и Б, когда r _А = r _Б , при этом Н — столб жидкости, уравновешивающий осмотическое давление; б — в условиях неравенства внешних давлений, когда r _А — r _Б = p .

Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа

Если привести в соприкосновение два раствора с разными концентрациями, то молекулы растворителя и растворенного вещества будут диффундировать в противоположных направлениях, преимущественно в том направлении, где их концентрация ниже. Такая двусторонняя диффузия приведет к выравниванию концентраций (С₁=С₂).

Рассмотрим особый случай односторонней диффузии, когда на границе между раствором и растворителем или между двумя растворами различной концентрации находится перегородка, проницаемая для молекул растворителя и задерживающая частицы растворенного вещества.

Представим себе, что в сосуд с водой опущен цилиндр с раствором, нижняя часть которого изготовлена из материала, пропускающего растворитель, но не пропускающего частицы растворенного вещества (полупроницаемая перегородка). Получается неравновесная система, т.к. если в воде N₁=1, то в растворе мольная доля растворителя – воды N₁

Односторонняя диффузия растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом.

На рис. 8.4 представлен простейший прибор для наблюдения осмоса, называемый осмометром. В результате осмоса раствор поднимается по цилиндру вверх за счет того, что число молекул воды, проникающих в единицу времени в направлении от растворителя к раствору, больше числа молекул воды, проходящих через мембрану в обратном направлении. Через некоторое время подъем жидкости в цилиндре прекратится и ее уровень достигнет высоты h над уровнем жидкости в стакане. Столб жидкости с высотой h образовался за счет осмоса. Осмос прекращается тогда, когда скорости перехода молекул растворителя через полупроницаемую перегородку в обоих направлениях становятся одинаковыми.

Для количественной характеристики осмотических свойств растворов по отношению к чистому растворителю вводится понятие об осмотическом давлении. Осмотическое давление (Р_осм) – мера силы, приходящейся на единицу площади поверхности и заставляющей проникать молекулы растворителя через полупроницаемую перегородку или, другими словами, давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы осмос прекратился. Осмотическое давление в растворе не существует, оно проявляется только тогда, когда раствор отделен от растворителя полупроницаемой мембраной.

Осмотическое давление Р_осм зависит от температуры раствора и его концентрации и не зависит от природы растворителя и растворенного вещества. В 1886 г. голландский химик Вант-Гофф показал, что для разбавленных растворовнеэлектролитов зависимость осмотического давления от температуры и концентрации выражается уравнением (закон Вант-Гоффа):

,

где Р_осм – осмотическое давление раствора, кПа; С – молярная концентрация растворенного неэлектролита, моль/л; Т – абсолютная температура, К.

Заменим величину С отношением ; , где m – масса растворенного вещества, г; M – молярная масса растворенного вещества, г/моль; V – объем раствора, л. Подставим это отношение в выражение закона Вант-Гоффа:

.

Формально уравнение Вант-Гоффа аналогично уравнению состояния идеального газа и выражает сходство в поведении разбавленных растворов неэлектролитов с идеальными газами. Из вышеприведенного уравнения выразим величину М:

.

Данное выражение позволяет определить молекулярную массу растворенного вещества, измерив осмотическое давление в осмометре.

Явление осмоса играет важную роль в жизни растений, животных и человека. Стенки растительных клеток живых организмов представляют собой полупроницаемые мембраны, через которые свободно проходят молекулы воды, но почти полностью задерживаются вещества, растворенные в клеточном соке. Поэтому осмос служит причиной тургора (состояние напряжения) и плазмолиза (сморщивание) клеток. С ним связаны процессы усвоения пищи и обмена веществ. У высших животных и человека осмотическое давление в разных органах и тканях несколько меньше 8 атм и постоянно. Осмотическое давление широко встречается в природе, например, в скважинах осмотическое давление рвет породы и т.д.

93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Зависимость осмотического давления от концентрации

Поддержание адекватного объема одной или обеих (внутри- и внеклеточной) жидких сред организма является частой проблемой при лечении тяжелобольных. Распределение внеклеточной жидкости между плазмой и межклеточным пространством в основном зависит от уравновешивания сил гидростатического и коллоидно-осмотического давления, которые действуют на мембрану капилляров.

Распределение жидкости между внутри- и внеклеточной средами в основном определяется осмотическими силами мелких молекул растворенных веществ, преимущественно натрия, хлора и других электролитов, действующих по разные стороны мембраны. Причина этого распределения обусловлена свойствами мембран, проницаемость которых для воды высока, а для ионов даже очень небольшого диаметра, таких как натрий и хлор, практически равна нулю. Следовательно, вода быстро проникает через мембрану, а внутриклеточная жидкость, тем не менее, остается изотоничной по отношению к внеклеточной.

В следующем разделе рассмотрим взаимосвязь между внутри- и внеклеточной жидкостями и причины осмотического характера, способные влиять на перенос жидкости между этими средами.
В статье мы рассмотрим только наиболее важные теоретические положения, касающиеся регуляции объемов жидкости.

Осмос — процесс диффузии воды через полупроницаемую мембрану. Он происходит из области с высокой концентрацией воды в область с ее низкой концентрацией. Растворение вещества в воде приводит к снижению концентрации воды в данном растворе. Следовательно, чем больше концентрация вещества в растворе, тем ниже в нем содержание воды. Кроме того, вода диффундирует из области с низкой концентрацией вещества (высоким содержанием воды) в область с высокой концентрацией вещества (низким содержанием воды).

Поскольку проницаемость мембраны клеток избирательна (она относительно низка для большинства растворенных веществ, но высока для воды), то при повышении концентрации вещества с одной стороны мембраны вода проникает в эту область путем диффузии. Если растворенное вещество, такое как NaCl, добавить во внеклеточную жидкость, вода будет быстро выходить из клетки до тех пор, пока концентрации молекул воды по обе стороны мембраны не уравняются. Если, напротив, концентрация NaCl во внеклеточной жидкости снизится, вода из внеклеточной жидкости устремится в клетки. Интенсивность, с которой вода диффундирует в клетку, называют осмотической силой.

Соотношение молей и осмолей. Поскольку концентрация воды в растворе зависит от количества в нем частиц вещества, под термином «концентрация вещества» (независимо от его химического состава) понимают общее число частиц вещества в растворе. Это число измеряют в осмолях. Один осмоль (осм) соответствует одному молю (1 моль, 6,02×10 ) частиц растворенного вещества. Следовательно, каждый литр раствора, содержащий 1 моль глюкозы, соответствует концентрации 1 осм/л. Если молекула диссоциирует на 2 иона, т.е. возникают две частицы (например, NaCl распадается на ионы Na+ и Сl-), то одномолярный раствор (1 моль/л) будет иметь осмолярность 2 осм/л. Аналогично раствор, содержащий 1 моль вещества, которое диссоциирует на 3 иона, например сульфат натрия Na2SО4> будет содержать 3 осм/л. Поэтому термин «осмоль» определяют, ориентируясь не на молярную концентрацию вещества, а на число растворенных частиц.

В целом осмоль — слишком большая величина, чтобы использовать ее в качестве единицы измерения осмотической активности жидких сред организма. Обычно используют 1/1000 осмоли — миллиосмолъ (моем).

Осмоляльность и осмолярность. Осмолялъностью называют осмоляльную концентрацию вещества в растворе, которая выражается в количестве осмолей на килограмм растворителя. Когда же речь идет о количестве осмолей в литре раствора, эту концентрацию называют осмолярностью. Для сильно разведенных растворов, которыми являются жидкие среды организма, справедливо использовать оба термина, т.к. разница значений невелика. Во многих случаях сведения о жидких средах организма легче выражать в литрах, чем в килограммах, поэтому в большинстве расчетов, используемых в клинике, а также в следующих главах, за основу принята не осмоляльность, а осмолярность.

Осмотическое давление. Осмос молекул воды через избирательно проницаемую мембрану может быть уравновешен силой, приложенной в направлении, обратном осмосу. Величину давления, необходимую для прекращения осмоса, называют осмотическим давлением. Таким образом, осмотическое давление является непрямой характеристикой содержания воды и концентрации веществ в растворе. Чем оно выше, тем меньше в растворе содержание воды и выше концентрация растворенного вещества.

Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов

Часть I. Теория. Общая химия

Растворы и их значение в процессах жизнедеятельности

1. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Рауля: формулировки, расчетные формулы.

Неэлектролиты — вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, так как их молекулы не диссоциируют на ионы. К неэлектролитам относятся спирты, углеводы и т.д. Вразбавленном растворе неэлектролита число частиц совпадает с числом молекул. При этом молекулы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом из-за большого расстояния между ними. Поведение этих молекул в растворе аналогично поведению молекул идеального газа.Разбавленные растворы неэлектролитов, как идеальных разбавленных растворов обладают рядом свойств ( коллигативные свойства), количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества и от количества растворителя.

К коллигативным свойствам растворов относят:

1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором,

2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей.

3) осмотическое давление.

Закон Рауляописывает зависимость между давлением насыщенного пара растворителя над раствором и концентрацией растворенного вещества.Насыщеннымназывают пар, находящийся в равновесии с жидкостью. Давление такого пара над чистым растворителем (p) называют давлением или упругостью насыщенного пара чистого растворителя.

В 1886 (1887) году Ф. М. Рауль сформулировал закон:

относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества равно его молярной доле:

, где

Р_о – давление насыщенного пара растворителя над растворителем, Р – давление насыщенного пара растворителя над раствором, N – молярная доля растворенного вещества, n – количество растворенного вещества,n_о – количество вещества растворителя

2. Следствие из закона Рауля: понижение температуры замерзания растворов, повышение температуры кипения растворов.

Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с таковыми для чистого растворителя пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:

,

где Δtкип – повышение температуры кипения раствора, °С;

Δtзам – понижение температуры замерзания раствора, °С;

Кэ – эбуллиоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль; К_э (Н₂О) = 0,52 кг∙К∙моль -1

Кк – криоскопическая константы растворителя, (кг×°С)/моль; К_к (Н₂О) = 1,86 кг∙К∙моль -1

b – моляльная концентрация, моль/кг;

ν(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

m(р-ля) – масса растворителя, кг;

m(раств. в-ва) – масса растворенного вещества, г;

М(раств. в-ва) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

Зная температуры кипения и замерзания чистых растворителей и Δt можно рассчитать температуры кипения и замерзания растворов:

tкип.(р-ра) = tкип.(р-ля) + Δtкип. tзам.(р-ра) = tзам.(р-ля) – Δtзам.

Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов.

Осмосом называется одностороннее проникновение молекул растворителя (диффузия) через полупроницаемую мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. осмос – самопроизвольный процесс.

Пример: Если в закрытый стеклянный сосуд поместить стакан с чистым растворителем и стакан с раствором какого-либо нелетучего вещества (уровни жидкостей в сосудах одинаковы), то через некоторое время уровень жидкости в первом стакане понизится, а уровень раствора во втором стакане повысится. В этом случае происходит переход растворителя из первого стакана во второй стакан, что обусловлено (по закону Рауля) более низким давлением пара рас–творителя над раствором, чем над чистым раствори–телем. При этом воздушное пространство между растворителем и раствором выполняет роль полупроницаемой мембраны.

Осмотическое давление – сила, обуславливающая осмос. Оно равно внешнему давлению, при котором осмос видимо прекращается.

Закон Вант-Гоффа. Осмотическое давление раствора равно газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, находясь в газообразном состоянии и занимая объем, равный объему раствора. Осмотическое давление раствора прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества.

,

где Росм – осмотическое давление, кПа;

с – молярная концентрация растворенного вещества, моль/л;

R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(моль×К);

Т – абсолютная температура, К;

V(р-ра) – объем раствора, л.

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 3424 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ