Явище осмосу. Закон Вант - Гоффа

Одностороння дифузія розчинника через напівпроникну мембрану в зону з більшою концентрацією називається осмосом.

Об'єм розчину в результаті осмосу збільшується, при цьому виникає тиск на стінки посудини, в якому знаходиться розчин. Цей тиск називається осмотичним. Осмотичний тиск можна виміряти за допомогою приладу - осмометра. Основною частиною осмометра єпосудина 1 з напівпроникного матеріалу 3, який заповнюється розчином 2 і розташовується в ємкості 4 з розчинником. В результаті осмосу об'єм розчину в посудині 1 буде збільшуватися і він почне підніматися повертикальній трубці. Тиск стовпа рідини (гідростатичний тиск) що визначається висотою h, перешкоджає осмосу.

Коли гідростатичний тиск вирівнюється з осмотичним тиском настає рівновага. По висоті підйому рідини в трубці можна розрахувати гідростатичний тиск, що дорівнює в даному випадку осмотичному тиску.

Осмотичний тиск залежить від концентрації розчину і температури.

Рис.7. Схема осмометра:

1 – манометр; 2 – розчин; 3 – напівпроникна перегородка; 4 – розчинник.

Для розбавлених розчинів неелектролітів ця залежність виражається рівнянням Вант-Гоффа.

= = CRT, бо С = n/v

де: - осмотичний тиск, Па;

n - кількість розчиненої речовини (моль);

Т- абсолютна температура;

V - об'єм розчину;

R - постійна, прийнята рівною універсальній газовій сталій;

R = 8,314 • 10³ Дж/(моль∙К).

Відповідність рівняння Вант—Гоффа по формі з рівнянням стану ідеального газу Клапейрона - Менделєєва дозволило зробити висновок, що осмотичний тиск розбавленого розчину дорівнює тому тиску, який необхідно прикласти до розчину, щоб привести його в рівновагу з чистим розчинником, що відокремлений від нього напівпроникною перегородкою. Цей висновок і є законом Вант-Гоффа. Закон Вант-Гоффа справедливий не для всіх розчинів. Розчини електролітів (солей, кислот, основ) мають більш високий осмотичний тиск, ніж розрахований за рівнянням Вант-Гоффа.

Розчини, що мають однаковий осмотичний тиск, називають ізотонічними.

Для таких розчинів Вант-Гофф ввів в це рівняння коефіцієнт і, що називається ізотонічним коефіцієнтом: П _експ = і СRТ

Звідки і =

Ізотонічний коефіцієнт показує в скільки разів експериментально розрахований осмотичний тиск П експ. більший розрахованого П розрах.

Дата добавления: 2014-11-29