ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осмотическое давление из "Коллоидная химия Издание 3" Допустим, что коллоидный раствор и чистая жидкость разделены мембраной, проницаемой только для молекул жидкости, но непроницаемой для коллоидных частиц. Этот случай имеет важное значение не только в коллоидной химии, но и в физиологии, так как в любом организме большую роль играют различные полупроницаемые мембраны. Ввиду того что наличие мембраны ограничивает свободное передвижение коллоидных частиц в сторону чистой жидкости, различие в концентрации раствора по обе стороны мембраны не может выравняться в процессе свободной диффузии. [c.30] Когда раствор и растворитель разделены полупроницаемой мембраной, то растворитель переходит в раствор до тех пор, пока этот переход не компенсируется встречно направленным и возросшим, вследствие перехода части растворителя, гидростатическим давлением со стороны раствора, равным осмотическому давлению раствора. [c.31] Для 1 УИ раствора неэлектролита при 0°С я=22,4 атм. [c.31] Уравнение Вант-Гоффа (П.9), как и закон Рауля (И.8), применимы лишь к разбавленным растворам, в которых отношение л/с — постоянная величина. Обычно измеряют величину я при нескольких концентрациях с и затем, экстраполируя, определяют предельное значение (л/с)с о, которое и подставляют в уравнение И.9 для определения УИ. Примеры подобных кривых для растворов полиметилметакрилата (УИ=128 000) в различных растворителях приведены на рис. 7. [c.31] Отклонения от уравнения Вант-Гоффа при повышении концентрации вызываются взаимодействием коллоидных частиц между собой (это особенно заметно для вытянутых частиц) и с растворителем, изменениями ассоциации или диссоциации частиц при изменении концентрации, наличием электрических зарядов на коллоидных частицах (доннановский эффект см, пятую главу). В растворах линейных полимеров значительные отклонения вызываются гибкостью молекулярных цепей (см. стр. 169). В свою очередь, измерения осмотического давления могут служить методом исследования указанных свойств в коллоидных растворах. [c.32] Экспериментально осмотическое давление измеряют в приборах — осмометрах. Один из современных типов осмометров изображен на рис. 8 Мембрана из целлофана или коллодия плотно закрепляется на пористом диске коллоидный раствор (2—3 мл) находится над мембраной, а внешний раствор (растворитель) — под мембраной, заполняя часть резервуара 5 верхнюю часть резервуара и капилляр 4 заполняют толуолом. Манометр 5 позволяет задать желаемую разность давлений между коллоидным раствором и растворителем. [c.32] Измерения производятся при постоянной температуре и, благодаря большой величине отношения поверхности мембраны к объему коллоидного раствора, не требуют очень длительного времени. [c.33] Различие в упругости пара между растворителем и раствором можно измерять также непосредственно по понижению упругости пара методом изотермической перегонки и по понижению точки замерзания или повышению точки кипения раствора. Однако эти методы, пригодные для обычных растворов низкомолекулярных веш,еств, мало чувствительны для измерений в коллоидных растворах. Так, в приведенном примере белковый раствор, дающий осмотическое давление в 25,3 см вод. ст., вызывает понижение точки замерзания лишь на 0,00186 , а упругость пара — лишь на 0,00058 см вод. ст., что явно затрудняет проведение измерений (Булл). [c.33] Таким образом, область применения осмотических измерений ограничена веществами с молекулярным весом приблизительно от 10 тыс. до 300—500 тыс. и лишь при особых условиях — до 1 млн., что включает, однако, ряд таких важных веществ, как белки, каучуки, многие красители и др. [c.33] Следует подчеркнуть, что источником осмотического давления в наших примерах было ограничение возможности равномерного заполнения коллоидными частицами всего объема системы вследствие наличия полупроницаемой мембраны. Однако ограничение диффузионной способности коллоидных частиц может быть осуществлено не только при наличии мембраны, но также при соединении коллоидных частиц между собой, например в виде геля. Поэтому осмотические явления имеют место также в гелях, в ионообменных адсорбентах и в других системах (см. гл. V и IX). [c.34] Осмотические явления играют важную роль в жизнедеятельности всех живых клеток. Величина осмотического давления клеток многих растений составляет 5—20 атм, а семян — до 50 атм, что имеет большое значение для всасывания ими воды. Осмотическое давление крови человека составляет 7,6—7,9 атм (что приближенно соответствует осмотическому давлению 0,9%-ного раствора поваренной соли), но разность между осмотическим давлением крови и лимфы, имеющая значение для перехода воды между ними, составляет лишь 0,03—0,04 атм (30—40 см вод. ст.) эта разность называется онко-тическим давлением крови и определяется белковыми компонентами плазмы крови. [c.34] Вообще по отношению к внутренним жидкостям организма, омывающим клетки, последние обладают лишь незначительно повышенным или равным осмотическим давлением (растворы с одинаковым осмотическим давлением называются изоосмотическими, или изотоническими). Изменяя осмотическое давление внешней жидкости, можно вызвать набухание (плазмолиз) или сжатие внутреннего содержимого клетки в изотонических растворах объем клетки остается неизменным, что и используется для определения осмотического давления клеток. [c.34] Накопление растворенных веществ и изменение осмотического давления клеток определяются процессами обмена веществ. Распределение веществ между клеткой и средой, благодаря сопряженным химическим реакциям, может значительно отличаться от равновесного. Осмотическое давление в организмах является стационарным состоянием, а не истинным термодинамическим равновесием. [c.34] Вернуться к основной статье