И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 265
Текст из файла (страница 265)
методов адсорбция полимера мембраной ие вносит заметной ошибки, ио этот метод требует более сложной аппаратуры и точность его меньше, чем у статич. метода, если р-р содержит иизкомол. примеси. Диапазон измеряемьп мол. масс с помощью О. составляет 1Оэ-10Я, Д тл Дыгнсрс«на Ю. И» Обрагяыа помес н ульграфнльграпнв, М., !978 дп, лгс . ОС)ИОС (от греч.
Ояшоз-толчок, давление), самопроиз- вольный перекос в-ва через полупроиицаемую мембрану, разделяющую два р-ра разл. концентрации или чистый р-ритель и р-р. Наиб. часто происходит переход р-рителя через полупроиицаемую мембрану, ие пропускающую рас- твореииое в-во.
Самопроизвольный массопереиос возникает 827 в результате того, что хим. потеициал р-рителя умеиъшается при увеличеиии коицеитрации растворенного в-ва. Рассмотрим два объема а и В бинарного р-ра (см. рис.), разделенных полупроиицвемой перегородкой, пропускающей молекулы р-рителя (компоиеит 1) и ие пропускающей молекулы раствореииого в-ва (компоиеит 2). Если т-ра Т и давление р по обе стороиы перегородки одинаковы (Т„= ТР, Р» = Рр). а моляриые доли различны (х", > яр!), то рс(Т, р, х») > рбг(т, р, хр) Для идеальных или сильно разбавлсиный реальиьо рвров Р! = Но! (2 Р) + Я! (пхг: (1) рр = рш (Т р) + ЯТ)п хб„ Осмопм.
Равновесие в р ра«! поршень с помошью «-рого мон. но регулнровагь павловне на а»парные р.ры а н В: 2-полупронннаеьмя асрегоропав. Р» 2 РР=я«оп « «Р ! ! где Ро,-хим, потеицбал чистого Р-РителЯ, Я-газоваа постояииая. При р" ,> ИР! система термодинамически неравно- весна и, следовательно, имеет место переход компоиеита 1 из объема а в объем () до тех пор, пока его моляриые доли в обоих объемах ие стаиут одинаковыми.
Для того чтобы предотвратить массопереиос и выравнивание коицеитраций и соараиить первоиач. сос"гав обоих р-ров, необходимо вырааиить хим. потенциалы компоиеита 1 по обе стороны перегородки измсиеиием виеш. условий (т-ры, давления, виеш.
эдектрич. поля, если речь идет о р-рах электролитов). В изотермич. условиях для сохраиеиия октава фаз иеобходимо изыеиигь давлеиие иа один из р-ров. Из термодииамики иэвестио„ что Если рб — р, > я, равновесие нарушается и имеет место переиос р-рителя из более коицеитрир. р-ра в менее коицентрированный.
Это явление получило иазв. обратного осмоса; оио находит широкое практич. примеиеиие в мел!- бран«ос« процесса» разделения в-в. Для идеальиых р-ров зависимость осмотич. лавлеиия от состава выражается ур-иием: яго, — — -ЯТ)п(х~/х,) или яр„= — ЯТ)п(р~~р!), (4) где Ры Рг-паРциальиые давлениЯ Р-Ритсла в фазах а и В, Если фаза а представляет собой чистын р-ритель, т.е. л",' = 1, то р", = ро„' ур-иие прииимает вид, известный как ур-иие Ваи Лаара. Янм — ЯТ1п х, или ЯР„= ЯТ1п(рг/Р!). (5) Из него следует, что осмотич. давлеиие р-ра пропорциоиальио 1пх,. Этой же величине пропорциональны понижение т-ры замерзания и повышение т-ры кипения идеальных р-ров (см. Рауля у«но«), что свидетельствует о связи этих явлений с О. Если коицситрацип растворсииого в.ва мала, зависимость осмотич.
давления от его моляриой коицеитрации са выражается ур-вием Вант-Гоффа: 82» (др,/др)г»п = р! (2) где р', — парциальиый моляриый объем р-рителя. Для илеальиых иди предельно разбавленных реальных р-ров ое = рм. тле ь„-моляриый объем чистого р-рителя.
Злак произволиой положительный и при увеличении давления, приложенного к р-ру (), хим. потенциал р-рителя будет возрастать. Дополиит. давление к =РР— р», к-рос надо приложить к р-ру б для того, чтобы предотвратить поступление в него р-рителя через полупроиицаемую мембрану из р-ра а, иаз. осмотич. давлением. При давлеиии рр = р, + я система находится в термодинамически равновесном состоянии: Ро! ГЕР») + ЯТ1пх, = ро,(ТРР) + ЯТ1пх). (3) ДТ.
Это ур-ние обычно яспользуют для расчета осмотич. давления бинарных р-ров неднссоцнирующих в-в. Однако лучшее совпадение расчетных значений с экспериментальными в широкой концентрац. области дает ур-ние Ван Лавра (см. табл.). О методах и технике измерения осмотич. давления см. Осмв.мел<рая. ОсмОтическОЕ дАВление водных растворов сАхАРОзы ПРИ 30 С Копиентрапна, мата?л Осмс тнч давление. МПа Расчет по ур-нию Вант-Гоффа Рас ест по ур.пню Ван Лавра Экспернм. ванные 0,?а 2,27 3,55 4,57 6,05 6,53 0,25 2,78 5,93 8,73 14,03 18,54 0.25 2,76 5,91 8.63 14,07 18,97 0,10 ?яо ?па 3',00 4,00 5.00 Для разб, р-ров электролитов ур-нне Вант-Гоффа имеет вигп к !0,7(Т, (7) где 1= 1+ а'(р — 1) (а'-степень шксоциацви электролита, р-число ионов, на к-рые распадается молекула электролита). В случае сильных электролитов, полностью диссоциируюших яа ионы, прн высоких разбавлениях я = рсзлТ, для р-ра произвольной концентрации я = нФсзу(Т, где Ф- практич, осмотнч.
коэффициент. Он непосредственно связан с коэф. активности уо растворенного в-ва и моляльностью л< р-ра электролита соотношением Бьеррума: д[гв(1 — Ф)) + и<д!аут = О. (8) В интегральной форме соотношение (8) принимает вид: 1" -1 (у) Мо Это соотношение используют для расчета Ф по данным о уз< можно рассчитать Ф и по значениям к. Наиб. существ.
черта всех осмотич. процессов-увеличение объема р-ра. Оно всегда имеет место, если молекулы растворенного в-ва не могут выйти из р-ра, а р-ритель способен проникать в р-р. Это условие макао выполнить даме прн отсутствии видимой полупроницвемой перегородки. Налрч если фазы а и () содержат нелетучнй компонент и не разделены перегородкой, а находятсн под одним колпаком, из-под к-рого откачан воздух, то за счет разности давлений насыщ.
пара произойдет «перекачка» р-рнтеля из р-ра а в р-р (3. Такой процесс получия иазв. нзотермич. перегонки. Др, примером типичного проявления О, без наличия полупроницаемой перегородки являешься набухание в системах полимер — р-ритель. Осмос в црнроде. Животные и растит. клетки представляют собой микроскопич.
осмотнч. системы, поскольку у клетки оболочка нли прилегающая к ней плазмолемма обладают св-вами полупроницаемь<х мембран. Если поместить клетки в дистиллированную воду, происходит набухание, а затем разрыв оболочек (осмотич. <пок, илн ливис). В р-рах с высокой концентрацией солей наблюдается падение осмотич. давления и коллапс клеток из-за потери волы (плазмолиз). Это явление используют, ивлрч при консервировании пиш, продуктов путем добавления болъп<их кол-в соли или сахара:микроорганизмы подвергаются плазмолнзу и становятся нежнзнедеятельными. Р-ры с одинаковым значением осмотич. давления наз, из о тонячески ми.
Р ры с осмотич. давлением, ббльшим, 829 ОСНОВАНИЯ 419 КОИСГАИ<Ы ИОИИЗАЦИИ НЕКОТОРЫХ ОРГАИИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЙ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПРИ 25'С рк. (Сиз)зе 0 С(СНз)а 2,6-Ди.тее -бу л прилеп 4,95 С Ики(СН,>, С,Н,И 5,10 5'!3 Н,и-диметнлавилии Пнрввнв н снд, 9,37 4-Диме типа ми нонн рилли 830 чем у внутриклеточной жидкости, наз. гиаертоническими, меньшим-гипотоническими. Один и тот же р-р для одного типа клеток м.б, гипертоническим, для другого— изотоническнм, для третьего — гипотоиическим. В тканях растений осмотич.
давление составляет 0,5- 2 МПа (у растений в пустынях — более 1О МПа). Гидростатич. Давление, возникшее во внутриклеточных структурах в результате осмоса, наз. тургором. Это давление придает прочность н упругость тканям живых организмов. Если клетка отмирает, оболочка теряет св-во полупроницаемости, тургор исчезает (растение вянет). Осмотич. давление- главная причина, обеспечивающая движение воды в растениях и ее подъем от корней до вершины. Клетки листьев, теряя воду, осмотически асасмвают ее нз клеток стебля, а последний-из клеток корня, берущих, в свою очередь, воду из почвы.
Для роста и развития растений важно соотношение между осмотич, давлением почвенного р-ра и клеточного сока. Растение может нормально развяваться лишь тогда, когда осмотич. давление клеточного сока больше осмотнч. давления почвенного р-ра. Высокоорганизованные животные и человек отличаются постоянным значением осмотич. давления, напр. в крови человеха к = 0,78 МПа (7,7 атм) при 37 'С.
Далее небольшие язменения осмотич. давления вызывают чувство дискомфорта. Так, чувство жажды обусловлено потребностью организма восстановить нормальное осмотич. давление введением воды, после того как оно было повышено, напр. употреблением соленой пшци. При болезненных явлениях локалъные изменения осмотич, давления м.б. зяачительными. Напр., при воспалнт. процессах происходит распад белков, что приводит к увеличению кол-ва структурных частиц в очаге воспаления, повышению осмотич. давления н локатьному о~току воды из окружающих тканей. Так возникают отеки. В медицине обычно используют изотоиич, р-рь<, ио иногда применяют и гипертонические. Так, в хирургии гнпертонич.
повязками покрывают раны: гипертонич. повязка оттягивает на себя жидкость и очищает рану от микроорганизмов, продуктов распада и т.д. Лми< Горн<кое В.И., Кузвепов И. А, Физическаа кнмна, М., 1986; Дуров В. А., Асеев Е. П., Тсрмоливвмнческаа творил распюров нсзлектровитов, м., 1987, Ое. такам лнт. при ст. Мембрммме лровессм развел«ли. Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
