Осмотическое давление
Явление проникновения растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор называется осмосом, а давление частиц растворенного вещества на полупроницаемую мембрану - осмотическим давлением. Явление осмоса имеет место в том случае, когда раствор соприкасается с растворителем или раствором другой концентрации через полупроницаемую перепонку. Полупроницаемыми перегородками или мембранами называются такие мембраны, которые пропускают молекулы растворителя и не пропускают частицы растворенного вещества.
Изучение свойств разбавленных растворов привело к установлению аналогии между газовым состоянием и состоянием того же вещества в разбавленном растворе.
Так, Вант-Гофф применил уравнение газового состояния Менделеева-Клапейрона
PV = nRT (33)
к осмотическому давлению разбавленных растворов неэлектролитов,
где Р- осмотическое давление вещества в растворе,
V- объем раствора в литрах,
n- число молей растворенного вещества,
R -газовая постоянная,
Т- абсолютная температура.
Переписав уравнение (33) в виде P=n/V RT
и заменив n/V через С - концентрацию раствора, получим уравнение, выра-жающее закон Вант Гоффа:
P=СМ RT (34)
т. е. осмотическое давление разбавленного раствора прямо пропорционально его молярной концентрации и абсолютной температуре. Формулируется закон Вант-Гоффа следующим образом: осмотическое давление на полупроницаемую перепонку равно тому газовому, которое наблюдается, если растворенное вещество, находится в газообразном состоянии и при той же температуре занимает тот же объем, что и раствор. Пользуясь законом Вант-Гоффа можно вычислять осмотическое давление раствора по известной концентрации его при данной температуре.
Осмотическое давление играет большую роль в жизнедеятельности животных и растительных организмов. Оно является одним из важных факторов, влияющих на распределение в тканях воды и растворенных веществ.
Протоплазма клеток обладает свойствами полупроницаемости, а клеточный сок содержит в растворенном состоянии различные вещества, не проникающие через слой протоплазмы. Если клетки погружены в воду или раствор меньшей концентрации, чем жидкость внутри клетки, то вода проникает в клетки, создавая в них гидростатическое давление, называемое тургором. Последнее, сообщает живым растениям, прочность и упругость тканей. Если клетки погружены в раствор большей концентрации, то вода уходит из клетки, протоплазма сжимается, это явление называется плазмолизом.