Ciśnienie osmotyczne: Różnice pomiędzy wersjami

Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Dodane 658 bajtów ,  1 rok temu
źródła/przypisy, drobne redakcyjne, drobne merytoryczne
m (Poprawiono zapis wielkości fizycznych)
(źródła/przypisy, drobne redakcyjne, drobne merytoryczne)
'''Ciśnienie osmotyczne''' – [[ciśnienie]], którym należy działać na [[roztwór]] aby powstrzymać przepływ [[rozpuszczalnik]]a przez [[membrana półprzepuszczalna|półprzepuszczalną membranę]], która rozdziela roztwory o różnym stężeniu. Przyczyną pojawienia się ciśnienia osmotycznego jest różnica stężeń [[związek chemiczny|związków chemicznych]] lub [[jon]]ów w roztworach po obu stronach membrany i dążenie układu do ich wyrównania.
 
Kontaktujące się roztwory mają [[termodynamika|termodynamiczną]] tendencję do wyrównywania stężeń (np. przez [[dyfuzja|dyfuzję]] cząsteczek rozpuszczonych związków). W przypadku membrany, która przepuszcza małe cząsteczki [[rozpuszczalnik]]a, a nie przepuszcza jonów ani większych cząsteczek, jedynym sposobem wyrównania stężenia roztworów jest przepływ przez membranę rozpuszczalnika. W najprostszym przypadku, dla roztworów silnie rozcieńczonych, ciśnienie osmotyczne na granicy roztworów „1” i „2” można wyrazić wzorem:<ref name=":0">{{Cytuj |autor = Krzysztof Pogoń; Zdzisław Ruziewicz |rozdział = Zjawiska osmotyczne w układach dwuskładnikowych |tytuł = Chemia fizyczna, podstawy fenomenologiczne tom 1 |data = 2013 |isbn = 978-83-01-150554-9 t.1 |wydawca = PWN |s = 197}}</ref>
:: <math>\pi_{12} = \left([\mathrm X]_1 - [\mathrm X]_2\right) RT,</math>
 
Pomiar ciśnienia osmotycznego możliwy jest np. poprzez pomiar ciśnienia wymaganego do zatrzymania przepływu rozpuszczalnika przez membranę. Dalsze zwiększanie przyłożonego ciśnienia prowadzi do zaistnienia procesu [[osmoza#odwrócona osmoza|odwróconej osmozy]], czyli przepływu cząsteczek rozpuszczalnika od roztworu o wysokim stężeniu do roztworu o niższym stężeniu.
 
== Równanie van ’t Hoffa<ref name=":0" /> ==
Dla roztworu o stężeniu [X] w kontakcie poprzez membranę z czystym rozpuszczalnikiem, ciśnienie osmotyczne definiowane jest przez '''równanie van ’t Hoffa''':
:: <math>\pi = [\mathrm X] RT.</math>
 
<u>Przykład:</u> dla roztworu soli o stężeniu <math>[\mathrm X]</math> = 10<sup>−2</sup> mol/dm<sup>3</sup> w temperaturze 300 K otrzymamy ciśnienie osmotyczne rzędu 250 hPa (0,25 atm) co odpowiada ciśnieniu słupa wody o wysokości 2,5 m.
 
Równanie van ’t Hoffa jest słuszne dla bardzo rozcieńczonych roztworów zbliżonych do roztworu idealnego. Wynika z niego, że iloraz <math>\pi / [X]</math> powinien być niezależny od stężenia. Jednak takiej zależności nie obserwujemy dla roztworów rzeczywistych, jest to powszechne dla roztworów dyspersyjnych. Dla roztworów bardziej stężonych, gdzie istotne stają się oddziaływania pomiędzy cząsteczkami <math>\mathrm X,</math> przyjmuje się, że równanie van ’t Hoffa jest jedynie pierwszym członem rozwinięcia (analogicznie do rozwinięcia stosowanego w [[wirialne równanie stanu|wirialnym równaniu stanu]] gazu)<ref name=":0" />:
:: <math>\pi = [\mathrm X] RT \left(1 + BB_1 [\mathrm X] + CB_2 [\mathrm X]^2 + \dots\right),</math>
 
gdzie:
: <math>B</math> – osmotycznyosmotyczne współczynnikwspółczynniki wiralu wirialny.
 
== obliczenie [[masa cząsteczkowa|masy cząsteczkowej]] związków chemicznych na podstawie ciśnień osmotycznych ich roztworów ==
Na podstawie ciśnienia osmotycznego, a właściwie zależności ciśnienia osmotycznego <math>\pi</math> od stężenia c[g/dm<sup>3</sup>] możliwe jest obliczenie [[masa cząsteczkowa|masy cząsteczkowej]] związków chemicznych.
 

Menu nawigacyjne