Осмомолярная концентрация

Осмос и осмотическое давление

Одностороннее перемещение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану называется осмосом. Многие клеточные мембраны обладают свойством полупроницаемости, т. е. могут пропускать, например, только молекулы воды, а задерживать все другие частицы. Полупроницаемыми свойствами обладают животные и растительные мембраны, пленки из коллодия, целлофана и др. Диффузия молекул растворителя возможна только в сторону более концентрированного раствора. И так, осмос возможен при наличии:

а) полупроницаемой мембраны;

б) разницы концентрации по обе стороны мембраны.

Сила, заставляющая растворитель переходить через мембрану, называется осмотическим давлением.

Явление осмоса наблюдается при помощи прибора-осмометра. Для расчета осмотического давления Вант - Гофф предложил применять законы, описывающие свойства идеальных газов:

Р_осм.=С_м·R·T; С_м= m (х) / М (х)·V

C_м – молярная (осмомолярная) концентрация.

Т – абсолютная температура по шкале Кельвина;

R- газовая постоянная.

Осмотическое давление прямо пропорционально (при Т= const) молярной концентрации растворенного вещества. В растворах электролитов количество частиц в единице объема больше, т.к. каждая молекула диссоциирует на определенное число ионов. Поэтому и Р_осм. В растворах электролитов значительно больше, чем в растворах неэлектролитов той же концентрации. Формула для расчета Р_осм. Растворов электролитов имеет вид:

Р_осм.=i ·C_м·R·T; Р_осм.= i · R·T·m (х) / М(х)·V, где _. i – изотонический коэффициент Вант – Гоффа, зависит от степени диссоциации электролита (α),числа ионов S, на которые диссоциирует электролит:

i =1 + α (S-1)

i для растворов электролитов всегда больше 1, для неэлектролитов i =1;

i <1; - для веществ, склонных к ассоциации. Приняв условно, степень диссоциации за 1, получим для NaCI i =1 + α (S-1)= 1 + 1(2-1)=2

для СаС1₂ i =1 + α (S-1)= 1+ 1 (3-1)= 3.

Для Na₃PO₄ i =1 + α (S-1)= 1+ 1 (4-1)= 4.

Метод измерения осмотического давления растворов называется осмометрией. Он используется для определения молекулярных масс вещества.

Ее физический смысл: суммарное содержание молей всех кинетически активных частиц (т.е. способных к независимому самостоятельному движению) в 1 л раствора. При введении лекарственных препаратов в кровь необходимо, чтобы осмолярная концентрация препарата для инъекций совпадала с осмолярной концентрацией плазмы крови (0,3 моль/л).

Осмолярная концентрация раствора, содержащего одно вещество равна:

С_осм.= i ·C_м (х)

Если раствор содержит несколько веществ, то осмолярная концентрация раствора равна сумме молярных концентраций с учетом их изотонических коэффициентов.

Например, если 1 л раствора содержит 9,0 г глюкозы и 7,3 г хлорида натрия, то

С_осм.= i (С₆Н₁₂О₆)·С_м(С₆Н₁₂О₆) + i (NaCI)· C_м (NaCI)= i ·m(С₆Н₁₂О₆)/ М(С₆Н₁₂О₆) + i ·m(NaCI) / М(NaCI)= 1· 9 / 180·1 + 2· 7,3 / 58,5= 0,3 моль/л.

Дата добавления: 2014-10-31