ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осмотическое давление из "Коллоидная химия" Положим, 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 путем свободной диффузии. [c.33] Отклонения от уравнения Вант-Гоффа при повышении концентрации вызываются взаимодействием коллоидных частиц между собою (это особенно заметно для вытянутых частиц), 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 (сл стр. 190). [c.35] В свою очередь, измерения осмотического давления могут служить методом исследования указанных свойств в коллоидных растворах. [c.35] Экспериментально осмотическое давление измеряют в приборах — осмометрах. [c.35] Один из современных типов осмометров изображен на рис. 7. [c.35] О заполняют толуолом. Манометр Е позволяет задать между Л и В желаемую разность давлений. Определяют разность давлений в Е, при котором уровень толуола в О остается постоянным (вследствие компенсации внешнего и осмотического давлений) в течение достаточно продолжительного промежутка времени. Измерения производятся при постоянной температуре и, благодаря большой величине отношения поверхности мембраны М к объему раствора Л, не требуют о чень длительного времени. [c.35] 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 веществ, мало чувствительны для измерений в коллоидных растворах. Так, в приведенном примере белковый раствор, дающий осмотическое давление в 25,3 см НгО, вызывает понижение точки замерзания лишь на 0,00186°С, а упругость пара — лишь на 0,00 058 см НгО, что явно затрудняет проведение измерений (Булл). Однако, хотя метод осмотического давления наиболее чувствительный из перечисленных методов, он также имеет определенные пределы применимости. Для низкомолекулярных растворов метод ограничен отсутствием подходящих полупроницаемых мембран, а для очень крупных частиц — низкой величиной осмотического давления при возможных концентрациях этих частиц в растворе. Так, в приведенном примере при молярной концентрации 10 осмотическое давление составляло хорошо измеримую величину 25,3 см НгО, но уже при 10 мол/л измерение = 0,25 сж НгО крайне затруднительно, а для 10 мол/л — уже невозможно. Между тем, обычный золь золота с концентрацией 0,1 % и радиусом частиц 2 х содержит около 10 частиц в I мл, что соответствует около 2 10 мол поэтому в обычных лиофобных золях величины осмотического давления слишком незначительны. Таким образом, область применения осмотических измерений ограничена веществами с молекулярным весом приблизительно от 10 тыс. до 200—300 тыс. и лишь при особых условиях — до 1 млн., что включает, однако, ряд таких важных веществ, как белки, каучуки, многие красители и др. [c.36] Величина осмотического давления пропорциональна числу частиц растворенного вещества в растворе поэтому при наличии в растворе частиц различного размера (в растворах полидисперсных веществ, например, нефракциони-рованного каучука) осмотические измерения дают усредненный по числу частиц, или среднечисленный молекулярный вес М . [c.37] 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. главы пятую и девятую). [c.37] В организмах осмотические явления играют важную роль в жизнедеятельности всех живых клеток, но в этом случае они осложняются сопряженными химическими реакциями в клетках, вследствие чего распределение веществ может значительно отличаться от наблюдаемого в равновесных условиях. [c.37] Вернуться к основной статье