Все, что вы хотели бы знать об осмотическом давлении воды

Что это такое?

Осмотическое давление – это величина, при которой процесс осмоса завершается. Осмос, в свою очередь, это переход молекул веществ из одного раствора в другой.

Обычно они перемещаются от менее концентрированного, с небольшим содержанием вещества, к более концентрированному. Движение происходит через тонкую стенку – мембрану.

Простой пример:

  1. foto17007-2Берут сосуд, имеющий тонкие стенки, сужающийся кверху до трубки небольшого диаметра.
  2. Наполняют его смесью воды и сахара.
  3. Помещают в другую емкость, наполненную водой.
  4. Будет наблюдаться постепенное увеличение смеси, заполнение вертикальной трубки. Это обусловлено явлением осмоса: частицы начинают «перебегать» через тонкую стенку.
  5. Чем выше поднимется смесь по вертикальной трубке – тем большее будет создаваться давление.

Когда оно достигнет определенной отметки, процесс осмоса прекратится. Это и есть осмотическое давление.

Как и когда было открыто?

Данное явление впервые было открыто и описано в 1748 году. Этим занимался французский ученый-физик Жан-Антуан Нолле.

Его эксперимент выглядел следующим образом:

  1. Емкость была заполнена этанолом и закрыта тонкой эластичной пленкой.
  2. Сосуд опустили в другой, предварительно заполненный водой.
  3. По истечении некоторого времени тонкая пленка начинает набухать, надуваться. Значит, начался процесс перехода молекул из одного сосуда в другой.
  4. Пробуют поменять сосуды местами: поместить воду в этанол. Картина совершенно обратная: тонкая пленка начинает впадать внутрь.

Жан-Антуан Нолле объяснил данное явление следующим образом: вода, которая имеет меньшую плотность, переходит через пленку без малейшего сопротивления. Но, чем больше концентрация – тем сложнее молекулам «перебегать» через преграду.

От чего зависит параметр?

Другой ученый Вант-Гофф из Нидерландов в 1886 году выявил зависимость осмотического давления от некоторых параметров.

foto17007-3Согласно его исследованиям, величина находится в зависимости от:

  • содержания частиц вещества;
  • от температуры.

При этом параметр не зависит от происхождения вещества и жидкости.

Полученные выводы Вант-Гофф описал уравнением: π = RCT. Оно описывает зависимость осмотического давления от температуры и содержания частиц вещества.

Получается, что для возникновения осмотического давления необходимо наличие двух смесей различной концентрации, а также полупроницаемая пленка  мембрана.

Как измеряют?

Измерения в лабораторных условиях проводят при помощи специального прибора – осмометра. При этом определение осуществляется двумя методами:

Как проходит измерение? Статический метод Динамический метод
Измерения проводятся, когда смесь достигает равновесия: частицы прекращают движение. Базируется на измерении скорости движения молекул сквозь подвижную мембрану.
Как определяется величина осмотического давления? Определяется по высоте столба раствора в приборе – осмометре. Вычисляется математически по значениям, полученным от прибора.
Отличительная особенность Основные недостатки: сложность выявления момента равновесия, большие временные затраты. Основные преимущества: малые затраты времени, высокая точность результата.

Единственное, важное условие осуществления эксперимента – грамотный подбор мембраны.

В лабораторных условиях чаще всего используют:

  • целлофановую пленку;
  • полимеры синтетического или природного происхождения;
  • перегородки из керамики или стекла;
  • мембраны растительного происхождения.

Осмотическое давление также можно определить теоретически по некоторым показателям и химическим формулам.

Значение

Осмотическое давление играет важную роль в природной среде и жизнедеятельности человека:

  1. Доставляет влагу по стволам растений.
  2. Наполняет клетки человека водой. Как известно, организм в большей степени состоит именно из нее.
  3. Осуществляет движение разных жидкостей по организму.
  4. Применяется на различных производствах и в промышленности.
  5. Растворы, созданные на основании данного метода, используются в медицине. Они вводятся внутривенно в период реабилитации больных после операции, а также для дезинфекции ран, обеззараживания.

Применение знаний для обратного осмоса на практике

Положения, описанные выше, легли в основу другого явления – обратный осмос: подвижная перегородка, наподобие сита, пропускает молекулы определенного размера.

Получается, что растворы определенной концентрации способны «перебегать» через перегородку, а крупные частицы нет.

foto17007-4Такое явление нашло применение в различных областях:

  • для фильтрации воды, получения пресной из соленой;
  • для изготовления различных жидкостей, используемых на производствах и в промышленности;
  • для очищения водоемов.

Полезное видео

Что такое осмос и осмотическое давление, подскажет видео:

Заключение

Таким образом, знание определения осмоса и его законов может быть полезно во многих отраслях человеческой жизни, в частности – в медицине, промышленности, биологии.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Аватар
Кайдалова Евгения Александровна/ автор статьи

Врач 1-й категории.
Профессиональный стаж: 14 лет
Эксперт сайта: House-Fitness.ru

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский портал о заболеваниях и эффективных способах лечения