Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Осмос

ОСМОС (от греч. http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/4/10254.jpeg -толчок, давление), самопроизвольный перенос в-ва через полупроницаемую мембрану, разделяющую два р-ра разл. концентрации или чистый р-ритель и р-р. Наиб. часто происходит переход р-рителя через полупроницаемую мембрану, не пропускающую растворенное в-во. Самопроизвольный массоперенос возникает в результате того, что хим. потенциал р-рителя уменьшается при увеличении концентрации растворенного в-ва.

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/5/10255.jpeg

Рассмотрим два объема http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/6/10256.jpeg и http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/7/10257.jpeg бинарного р-ра (см. рис.), разделенных полупроницаемой перегородкой, пропускающей молекулы р-рителя (компонент 1) и не пропускающей молекулы растворенного в-ва (компонент 2). Если т-ра T и давление р по обе стороны перегородки одинаковы (Тhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/8/10258.jpeg= Тhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/5/9/10259.jpeg, http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/0/10260.jpeg ), а молярные доли различны (http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/1/10261.jpeg ), то http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/2/10262.jpeg (Т, р, http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/3/10263.jpeg) >http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/4/10264.jpeg(Т, р,http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/5/10265.jpeg). Для идеальных или сильно разбавленных реальных р-ров, где http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/6/10266.jpeg-хим. потенциал чистого р-рителя, R-газовая постоянная. При http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/7/10267.jpeg система термодинамически неравновесна и, следовательно, имеет место переход компонента 1 из объемаhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/8/10268.jpegв объем http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/9/10269.jpeg до тех пор, пока его молярные доли в обоих объемах не станут одинаковыми. Для того чтобы предотвратить массоперенос и выравнивание концентраций и сохранить первонач. состав обоих р-ров, необходимо выравнить хим. потенциалы компонента 1 по обе стороны перегородки изменением внеш. условий (т-ры, давления, внеш. электрич. поля, если речь идет о р-рах электролитов). В изотермич. условиях для сохранения состава фаз необходимо изменить давление на один из р-ров. Из термодинамики известно, что

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/0/10270.jpeg

где http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/1/10271.jpeg-парциальный молярный объем р-рителя. Для идеальных или предельно разбавленных реальных р-ров http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/2/10272.jpeg , где http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/3/10273.jpeg-молярный объем чистого р-рителя. Знак производной положительный и при увеличении давления, приложенного к р-ру http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/4/10274.jpeg, хим. потенциал р-рителя будет возрастать. Дополнит. давление http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/5/10275.jpeg , к-рое надо приложить к р-ру http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/6/10276.jpeg для того, чтобы предотвратить поступление в него р-рителя через полупроницаемую мембрану из р-ра http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/7/10277.jpeg, наз. осмотич. давлением. При давлении http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/8/10278.jpeg система находится в термодинамически равновесном состоянии:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/9/10279.jpeg

Если http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/0/10280.jpeg , равновесие нарушается и имеет место перенос р-рителя из более концентрир. р-ра в менее концентрированный. Это явление получило назв. обратного осмоса; оно находит широкое практич. применение в мембранных процессах разделения в-в.

Для идеальных р-ров зависимость осмотич. давления от состава выражается ур-нием:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/1/10281.jpeg

где http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/2/10282.jpeg -парциальные давления р-рителя в фазах http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/3/10283.jpeg и http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/4/10284.jpeg. Если фаза http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/5/10285.jpeg представляет собой чистый р-ритель, т.е. http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/6/10286.jpeg , то http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/7/10287.jpeg; ур-ние принимает вид, известный как ур-ние Ван Лаара:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/8/10288.jpeg

Из него следует, что осмотич. давление р-ра пропорционально ln x1. Этой же величине пропорциональны понижение т-ры замерзания и повышение т-ры кипения идеальных р-ров (см. Рауля закон), что свидетельствует о связи этих явлений с О.

Если концентрация растворенного в-ва мила, зависимость осмотич. давления от его молярной концентрации с2 выражается ур-нием Вант-Гоффа:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/9/10289.jpeg

Это ур-ние обычно используют для расчета осмотич. давления бинарных р-ров недиссоциирующих в-в. Однако лучшее совпадение расчетных значений с экспериментальными в широкой концентрац. области дает ур-ние Ван Лаара (см. табл.). О методах и технике измерения осмотич. давления см. Осмометрия.


Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео