Cтраница 3
Нальем во внутренний сосуд А ( у которого взамен дна натянута пленка с полупроницаемыми свойствами) раствор. Если такой сосуд опустить в чистый растворитель ( или в менее концентрированный раствор), то растворитель проникает, вследствие осмоса, в сосуд А и уровень жидкости в нем повышается до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости высотой А не задержит осмос. Высота А поднятия жидкости зависит от концентрации раствора и температуры. Это гидростатическое давление, отвечающее состоянию равновесия в системе, является количественной характеристикой осмоса и составляет осмотическое давление. Таким образом, осмотическое давление равно тому давлению, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чис-тым растворителем, отде-ленным от него полупро-ницаемой перегородкой. [31]
Нальем во внутренний сосуд А ( у которого взамен дна натянута пленка с полупроницаемыми свойствами) раствор. Если такой раствор опустить в чистый растворитель В ( или в менее концентрированный раствор), то растворитель проникает вследствие осмоса в сосуд Л, и уровень жидкости в нем повышается до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости высотой h не задержит осмос. Высота h поднятия жидкости зависит от концентрации раствора и температуры. Это гидростатическое давление, отвечающее состоянию равновесия в системе, равно осмотическому и отличается от него только знаком. Таким образом, осмотическое давление можно определить как дополнительное давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой. [32]
![]() |
Простейший осмометр. [33] |
Нальем во внутренний сосуд А ( у которого взамен дна натянута пленка с полупроницаемыми свойствами) раствор. Если такой сосуд опустить в чистый растворитель ( или в менее концентрированный раствор), то растворитель проникает, вследствие осмоса, в сосуд А и уровень жидкости в нем повышается до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости высотой h не задержит осмос. Высота h поднятия жидкости зависит от концентрации раствора и температуры. Это гидростатическое давление, отвечающее состоянию равновесия в системе, является количественной характеристикой осмоса и составляет осмотическое давление. [34]
Это частичное равновесие таково, что химический потенциал растворителя одинаков по обе стороны от мембраны, тогда как химические потенциалы растворенных веществ различны и не могут уравняться из-за ее наличия. В классическом лекционном опыте, демонстрирующем осмотическое давление, водный раствор солей 1 отделяют от чистой воды 2 куском бычьего пузыря ( фиг. Вода проникает внутрь полости 1 и повышает уровень в манометрической капиллярной трубке, пока гидростатическое давление не уравновесит диффузию чистой воды в раствор. [35]
![]() |
Принципиальная схема осмометра. Пояснения в тексте Сопоставляя уравнения и, видим, что. [36] |
Принципиальная схема осмометра приводится на рис. 1.6. Сосуд, снабженный двумя одинаковыми капиллярами, разделен мембраной, которая способна пропускать только молекулы растворителя. В отсек А наливают растворитель, а в отсек Б - испытуемый раствор. В результате осмоса объем жидкости в отсеке Б увеличивается до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости в капилляре отсека Б не уравновесит величину осмотического давления. [37]
Капиллярное давление является движущей силой поднятия или опускания жидкости в капиллярах, частично погруженных в эту жидкость. При смачивании жидкостью поверхности капилляра в нем образуется вогнутая поверхность, давление под которой меньше, чем под плоской поверхностью жидкости в сосуде. Под действием этой разности давлений жидкость в капилляре поднимается выше ее уровня в сосуде до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости не уравновесит капиллярное давление. Если жидкость не смачивает поверхность капилляра, то в нем образуется выпуклая поверхность, давление под которой больше, чем под плоской поверхностью. Вследствие этого жидкость в капилляре опускается ниже ее уровня в сосуде. [38]
Обычно для этой цели используют осесимметричную капиллярную трубку с волнообразно изменяющимся вдоль оси радиусом поперечного сечения. Если нижний конце такой трубки погрузить на некоторую глубину в воду, то вода будет подниматься по трубке, пока гидростатическое давление не сравняется с капиллярным. [39]
Давление в этом случае вполне реально и измеримо, оно может выгнуть мембраны или даже разорвать их, если они недостаточно прочны. При этих условиях в системе не будет происходить переноса вещества - система находится в равновесии. Если соединить объем dx с открытой манометрической трубкой, то начнется прохождение растворителя через мембрану и подъем жидкости в трубке а до тех пор, пока гидростатическое давление не компенсирует осмотическое. [40]
Для создания трещин между ячейками, в которых находится низкомолекулярная фаза системы, возможно использование явления осмоса. Как известно, если между раствором и растворителем расположить перегородку, проницаемую только для молекул растворителя, последние будут диффундировать в раствор, увеличивая его объем до тех пор, пока гидростатическое давление столба раствора не поднимется на некоторую определенную величину. Это давление называется осмотическим. Если образующиеся ячейки низкомолекулярной фазы в распадающемся на фазы растворе полимера рассматривать как осмотические, где в роли полупроницаемых перегородок выступает полимерная фаза, можно подобрать такой осадитель, величина потока которого будет больше потока растворителя наружу. В таких условиях увеличение давления в ячейках низкомолекулярной фазы может вызвать разрыв оболочки ( полимерной фазы) и приведет к соединению ячеек. [41]
![]() |
Осмометр. / - решетчатое дно. 2-рабочая мчейка. 3-капиллярная трубка. [42] |
Осмометр состоит из стеклянного сосуда, заполненного растворителем, в который помещена рабочая ячейка 2 с исследуемым раствором. Растворитель преходит через полупроницаемую пленку и разбавляет раствор, содержащийся в ячейке. При этом уровень жидкости в капилляре соответственно возрастает. Проникание молекул растворителя в раствор происходит до тех пор, пока гидростатическое давление столбика жидкости в капилляре не уравновесит осмотического давления. По величине поднявшегося столбика жидкости определяют осмотическое давление. [43]
![]() |
Прибор для измерения осмотического давления. [44] |
Аппарат наполняется раствором, как показано на рис. 77, и помещается в водяную баню при постойнной температуре. Уровни буфера, раствора белка и толуола в капилляре определяются катетометром при открытом кране. Затем кран за-к Рывается и вследствие разницы в давлении пара между растворителем и раствором, буфер проникает в раствор белка. Это движение понижает уровень толуола в капилляре до тех пор, пока гидростатическое давление не приостановит дальнейший переход растворителя в раствор. Затем с помощью катетометра измеряется уровень толуола в капилляре, и осмотическое давление вычисляется по разности уровней между раствором белка и буфером, умноженной на плотность раствора белка. К этому прибавляется разность между начальным и равновесным уровнями толуола, умноженная на плотность толуола. [45]