Difuzie și osmoză în soluții

Fenomenul de difuzie poate fi observată atunci când se realizează următorul experiment. Dacă sticla cu o soluție colorată a unei substanțe se toarnă ușor solventul, primul dintre straturile de soluție și solventul va fi o limită clară între. Treptat, interfața este pătată, și după un timp întregul volum al lichidului capătă o culoare uniformă. Acest lucru are loc ca rezultat al difuziei.

Diffusion - transferul spontan de material dintr-o regiune de concentrație mai mare la o concentrație mai mică.

În exemplul, solutul dispersează în stratul de molecule pur și solvent trece în strat soluție - acest proces este difuziune față se termină concentrarea alinierii în întregul volum.

Viteza de difuzie se măsoară cantitatea de substanță transferată pe unitatea de timp prin unitatea de suprafață. Este proporțională cu diferența de concentrație în cele două straturi de lichid și temperatura. Cu cât mai mare diferența de concentrație și mai mare temperatura este mai mare viteza de difuzie. În ceea ce scade rata de difuzie de concentrare de aliniere.

Difuzia poate merge în cazul în care o membrană semipermeabilă plasat între stratul de soluție și stratul de solvent - membrană. O membrana semipermeabila pentru soluții apoase pot servi ca un perete celular de film naturale precum filmele produse prin mijloace artificiale (celofan, pergament). Prin aceste filme pot trece mici molecule de solvent și se trece molecule mai mari de substanțe dizolvate.

difuzia solventului unilaterala in soluție prin membrana semipermeabilă este numit osmoza.

Volumul de soluție este crescută ca urmare a osmozei, deci există o presiune pe peretele vasului în care soluția. Aceasta se numește presiunea osmotică. Presiunea osmotică poate fi estimată pe o coloană de lichid sub presiune în tubul vertical deasupra nivelului soluției. Acest aparat poate fi utilizat pentru a determina presiunea osmotică și numită Osmometrul.

Pe baza măsurătorilor presiunii osmotice datele experimentale ale soluțiilor la diferite temperaturi și concentrații, sa determinat că soluțiile diluate bine se supun legii gazului ideal.

Această similaritate soluții diluate cu gaze ideale a fost observat pentru prima data de van't Hoff și a dobândit statutul de drept:

Această dependență este exprimată prin van't Hoff:

unde p - presiunea osmotică,

- cantitatea de substanță dizolvată

R - constanta universală a gazelor,

V - volumul soluției.

Presiunea osmotică a soluției diluate de a doua presiune egală cu cea care ar produce o substanță dizolvată dacă este sub forma unui gaz la aceeași temperatură pentru același volum ocupat ca soluție.

soluții electrolitice au o presiune osmotică mai mare decât cea calculată din ecuația. Pentru astfel de soluții ecuația van't Hoff este introdus în coeficientul i, denumit coeficient izotonic.

Osmoza este important pentru procesele animalelor și plantelor. Procesele de digestie, metabolism strâns legat de permeabilitate la apă diferită și solutului prin pereții celulelor organismelor vii. Osmoza determină creșterea de apă pe tulpina plantei, creșterea celulară, și multe alte fenomene. Dacă punem celula într-o soluție a cărei concentrație este egală cu concentrația de seva celulei, celulele nu se va schimba starea deoarece presiunea osmotică în celulă și în aceeași soluție. Astfel de soluții având aceeași presiune osmotică sunt numite izotonice.

contracția celulei observate în soluții saline puternice (plasmoliza) datorită pierderii de apă, lăsând din celulele în soluția externă este mai concentrată. In acest caz, presiunea osmotică a soluției exterioară este mai mare decât în ​​interiorul celulei, și se numește o soluție hipertonică. Dacă celula pune în soluție, concentrația care este mai mică decât concentrația seva celulei, apa este aspirat în celulă. Volumul celulei crește, iar celula este într-o stare de tensiune (turgescența). Acest fenomen se explică printr-o presiune osmotică mai mică a unei soluții externe, care se numește hipotone. Osmoza joacă un rol important în viața tuturor organismelor. Presiunea osmotică în sânge, limfă și țesuturile omului atinge 7,7 atm (0,8 MPa).

Aceeași presiune este o soluție de clorură de sodiu 0,9%. Această soluție este numită fiziologice, servește adesea ca bază pentru medicamentele care se administrează prin injectare în organism. Organismul uman are capacitatea de a menține presiunea osmotică la un nivel constant. Când presiunea osmotică este schimbat corpul tinde să-l restaureze. Astfel, atunci când este administrat la un organism cu sare alimentară sau zahar modificări ale presiunii osmotice. Pentru a-l aduce înapoi la normal, există sentimentul de sete.

Este cunoscut de a utiliza mai mult de zahăr, sau concentrații de sare pentru conservarea alimentelor. În aceste condiții, datorită concentrației ridicate a soluției de microorganisme supus plasmoliza și să devină neviabilă.