Difuziunea și osmoza 1

Este cunoscut faptul că la o temperatură peste zero absolut, toate moleculele sunt în mișcare aleatoare constantă. Acest lucru arată că acestea au o anumită energie cinetică. Datorită mișcării constante prin amestecarea a două lichide sau moleculele de gaz două sunt distribuite uniform în volumul disponibil.

Diffusion - este un proces care conduce la o distribuție uniformă a moleculelor de solut și solvent. Ca orice mișcare, difuzie necesită energie. Difuzia întotdeauna direcționată de concentrații mari ale unei substanțe pentru a coborî sistemul având o energie liberă, sistem cu o energie liberă mai mică. Energia liberă este numită energia internă a sistemului, care poate fi transformată în muncă. Energia liberă per 1 mol o substanță se numește potențial chimic. Astfel, potențialul chimic - o măsură a energiei care substanța este utilizată în reacție sau mișcarea. Potențialul chimic - o funcție a concentrației. Viteza de difuzie depinde de temperatura, natura substanței și a diferenței de concentrație. Cu cât concentrația substanței, cea mai mare activitate și potențialul chimic. mișcarea difuziv de material este întotdeauna merge de la mare la un potențial chimic redus. Cel mai mare potențial chimic al apei pure. Adăugarea de apă solute molecule conduce la legătura dintre moleculele de apă și substanța dizolvată, care reduce activitatea, energia liberă, potențialul său chimic. În acest caz, în cazul în care substanța difuzând întâlni pe drum membrana, mișcarea este încetinit, iar în unele cazuri sa oprit. Difuzia apei în direcția de la cel mai înalt la cel mai scăzut potențial chimic prin membrană se numește osmoză. Cu alte cuvinte, osmoza - este difuzia apei sau alt solvent printr-o membrană semipermeabilă, cauzată de diferența de concentrații sau diferența dintre potențialele chimice.

Osmoza - rezultatul inegalității potențialului chimic al apei pe fiecare parte a membranei. membrana semipermeabila Ideal trece molecule de apă și nu trece molecula solut. În 1877 fiziolog german V. Pfeffer a pregătit o membrană semipermeabilă artificială. În acest scop, vas de porțelan poros turnat soluție de sulfat de cupru și plasată într-un alt vas umplut cu o soluție de ferocianură de potasiu. Porii primului vas de porțelan și au reacționat soluții în contact unul cu celălalt. Ca rezultat al porilor formați în filmul ferocianurii Cu2 cupru [Fe (CN) 6], care a posedat semipermeabilă. Astfel, așa cum a fost stabilit modelul celular: film de membrana semipermeabila imitat, iar vasul de perete - shell pektotsellyuloznuyu. Vasul, care a fost format în porii membranei semipermeabile este umplut cu o soluție de zaharoză a fost plasată în apă. Un astfel de dispozitiv este numit osmometru. Potențialul chimic al apei din vas interior va fi cea mai mică, cu cât concentrația de zaharoză. Astfel, apa care intră soluția prin membrana semipermeabilă este determinată de diferența de energie liberă între apă pură și soluția se produce în mod spontan apa liberă pe energie pantă.

Osmometrul membranei semipermeabile în prezența apei va curge în soluție, ceea ce duce la diluarea și circulația apei sale va fi întârziată. În cazul în care un Osmometru conecta tub, soluția ar fi să urce peste ea. În cele din urmă presiune cap echilibrează forța cu care moleculele de apă intră în Osmometrul. Astfel, energia moleculelor de apă este redus datorită introducerii solutului, umple coloana de lichid sub presiune. Această presiune crește potențialul chimic al soluției (Ip) fiind egal cu potențialul chimic al apei pure (Ic). Conform legii termodinamicii, du-te în mod spontan numai procesele însoțite de eliberarea de energie. În cele mai multe cazuri nu este măsurată în energia liberă posibil absolută. Cu toate acestea, este posibil să se măsoare diferența dintre finală (g2) și starea de energie inițială (g1). Deoarece g1> g2. schimbarea va avea o AG valoare negativă. În acest caz, g1 - este potențialul chimic al apei pure, un g2 - potențial chimic al apei după adăugarea solutului. Este egal, dar AG în semn opus presiunii care trebuie aplicată sistemului pentru a preveni curgerea apei în ea printr-o membrană semipermeabilă. Și va Ψosm AG potențial osmotic al soluției.

Astfel, osmotic potențial egal cu diferența dintre potențialul chimic al potențialului chimic soluției și pure apa este întotdeauna negativ. potențial osmotic indică lipsa de energie în comparație cu soluția de apă pură, cauzată de interacțiunea apei - solut. Cu alte cuvinte, potențialul osmotic arată modul în care adăugarea de solut reduce activitatea apei. potențial osmotic se referă la așa-numitele proprietăți de soluții colegial, cum ar fi scăderea punctului de congelare sau crește punctul de fierbere. Toți acești parametri depind de concentrația molară. 1 mol soluție oricărei substanțe nedisociate are un potențial osmotic de -22.7 bar (-22.4 atm). Deoarece scăderea potențialului chimic sau activitate a apei proporțional cu numărul de particule, pentru substanțele dizolvarea disociat valoare absolută potențial osmotic va fi mai mare, care se introduce raportul corespunzător (izotonică). Trebuie reamintit faptul că orice potențial osmotic al soluției are loc numai în condiții de sistem osmotic: soluție - membrana semipermeabila - solvent. Cele de mai sus face posibilă măsurarea potențialului osmotic al soluției (Ψ). Prin atașarea unui manometru poate măsura presiunea care trebuie aplicată sistemului pentru a preveni pătrunderea apei în soluție. Acesta va fi valoarea absolută este egală, dar în semn opus potențialul osmotic al soluției.