осмос

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 темп-ры 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 темп-ре, 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. давленияр 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. значенияхр 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.

Лит.: Курс физической химии, под ред. Я. И. Герасимова, 2 изд., т. 1 - 2, М., 1969 - 73.

   <<      Предметный указатель      >>