Осмос. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Осмос (от греч. osmos - толчок, давление) - самопроизвольный переход вещества через полупроницаемую перегородку (мембрану), разделяющую два раствора разл. концентрации или раствор и чистый растворитель. О. приближает систему к равновесию путём выравнивания концентраций по обе стороны перегородки. Он обусловлен понижением химического потенциала в присутствии растворённого вещества. Стремясь к выравниванию хим. потенциалов всех своих частей, система переходит в состояние с более низким уровнем свободной энергии при осмотпч. переносе вещества.
Наиб. важный случай О. - переход молекул чистого растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку, не пропускающую молекулы растворённого вещества. В этом случае происходит переход молекул из чистого растворителя в раствор, концентрация к-рого при этом понижается. В общем случае двух растворов А и В разной концентрации (концентрация раствора А больше, чем В)возникает поток вещества от А к В. Этот поток можно предотвратить, если повысить давление в растворе В, причём разность давлений

по обе стороны перегородки при этих условиях наз. осмотическим давлением, а достигнутое термодинамич. равновесие - осмотич. равновесием. Значение

зависит от состава раствора и температуры и для разбавленных и идеальных растворов не зависит от растворённых веществ, а определяется лишь числом "кинетич. элементов" - атомов, ионов, молекул - в единице объёма раствора.
Если А - чистый растворитель, а В - идеальный раствор неэлектролита (недиссоциирующего вещества), то

где V - молярный объём растворителя, х - мольная доля растворённого вещества. Для разбавленных растворов (х1) неэлектролитов

где с - молярность раствора. Из этого ур-ния (ур-ния состояния Вант-Гоффа), совпадающего по форме с ур-нием Бойля - Мариотта для идеального газа, следует, что

численно равно парциальному давлению, к-рое оказывало бы растворённое вещество в состоянии идеального газа при той же температуре, занимая объём, равный объёму раствора. Для разбавленных растворов электролитов

где i = l+

(v - 1),

- степень диссоциации, v - число ионов, на к-рое распадается молекула электролита; коэф. i наз. коэффициентом Вант-Гоффа.
Растворы с одинаковым

наз. изотоническими (изоосмотическими). Так, кровезаменители и физиологич. растворы должны быть изотоничны по отношению к жидкостям организма. Если раствор имеет относительно др. раствора более высокое осмотич. давление, то он наз. гипертоническим, при обратном соотношении - гипотоническим.
Осмотич. давление измеряют с помощью осмометров. Различают статич. и динамич. методы измерений. Первый основан на измерении избыточного гидростатич. давления

р по высоте столба жидкости Н в трубке осмометра (рис.) после установления осмотич. равновесия и при равенстве внеш. давлений в камерах А и Б. Второй метод основан на измерении скорости всасывания и выдавливания растворителя при разл. значениях

р с последующей интерполяцией полученных данных к v = 0 и

В качестве мембраны обычно применяют плёнки из целлофана, полимеров, пористые керамич. и стеклянные перегородки.

Схема осмометра: А - камера с раствором, Б - камера с растворителем, М - мембрана; уровни жидкости в трубках при осмотическом равновесии: а и в - в условиях равенства внешних давлений в камерах А и Б (столб жидкости Н уравновешивается

); б - в условиях, когда

О. играет большую роль в тканях растений и животных, способствуя оводнению клеток и межклеточных структур, его используют для очистки высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных примесей. Осн. приложеиие осмометрии - определение мол. массы полимеров.

Литература по осмосу

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.