Diffúzió és ozmózis 1

Ismeretes, hogy hőmérsékleten az abszolút nulla, az összes a molekulák állandó véletlenszerű mozgásban. Ez azt mutatja, hogy van egy bizonyos mozgási energiát. Mivel az állandó mozgás összekeverésével két folyadék vagy ezek két gázmolekulák egyenletesen oszlanak egész rendelkezésre álló térfogat.

Diffusion - olyan folyamat, amely vezet egyenletes eloszlását molekulák az oldott anyag és az oldószer. Mint minden mozgás, diffúzió energiát igényel. Diffúziós mindig irányított nagy koncentrációban egy anyag, hogy csökkentse a rendszer, amely a szabad energia, hogy a rendszer egy alacsonyabb szabad energia. Szabad energia az úgynevezett belső energiája rendszer, amely lehet alakítani munkát. Szabad energia per 1 mol anyag az úgynevezett kémiai potenciál. Így a kémiai potenciál - olyan intézkedés, az energia, amely az anyagot a reakcióban használt, vagy mozgását. A kémiai potenciál - a koncentráció függvényében. A diffúzió sebessége függ a hőmérséklettől, az anyag jellegétől és a koncentrációtól különbség. Minél magasabb az anyag koncentrációja, annál nagyobb az aktivitás és kémiai potenciálja. Diffúziós mozgása anyag mindig megy a magas és az alacsony kémiai potenciál. A legnagyobb kémiai potenciálja a tiszta víz. Víz hozzáadása és az oldott anyag molekulák vezet a kapcsolatot a vízmolekulák és az oldott anyagot, amely csökkenti annak aktivitását, annak szabad energia, a kémiai potenciál. Ebben az esetben, ha a fényszóró anyag találkozunk az úton a membrán, a mozgás lelassul, és bizonyos esetekben megállt. A víz diffúzióját abba az irányba, a legmagasabb a legalacsonyabb kémiai potenciálkülönbség a nevezzük ozmózis. Más szóval, ozmózis - a diffúziós víz vagy más oldószer, egy féligáteresztő membránon keresztül, okozta a különbség a koncentráció vagy a különbség a kémiai potenciálok.

Ozmózis - az eredmény a egyenlőtlen kémiai potenciálja a víz mindkét oldalán a membrán. Ideális féligáteresztő membrán halad vízmolekulával, és nem adja át az oldott anyag-molekula. 1877-ben a német fiziológus V. Pfeffer készített mesterséges féligáteresztő membrán. Erre a célra, porózus, porcelán edénybe öntjük réz-szulfát-oldatot, és egy másik edénybe oldattal töltött kálium-ferro-cianid. A pórusok az első porcelán edénybe, és reagáltatjuk megoldásokat érintkezik egymással. Ennek eredményeként a képződött pórusok a filmben réz Cu2 ferrocianid [Fe (CN) 6], hogy rendelkezett féligáteresztő. Ennélfogva, úgy alakult sejt modell: féligáteresztő membrán film utánozni, és a tartály fala - pektotsellyuloznuyu héj. Az edényt, amely alakult a pórusokat a féligáteresztő membrán van töltve szacharóz oldatot vízbe helyeztük. Egy ilyen készülék az úgynevezett ozmométer. A kémiai potenciálja a víz a belső edény lesz a kisebb, minél magasabb a koncentrációja a szacharóz. Így a víz belépő az oldatot a féligáteresztő membránon keresztül határozza meg a szabad energia közötti különbség tiszta vizet, és az oldatot spontán végbemegy a szabad víz gradiens energia.

Az ozmométert szemipermeábilis membrán a víz jelenlétében fog áramlani a megoldást, ami annak hígítása és a mozgás a víz lefékeződik. Ha egy ozmométer csatlakoztassa cső, a megoldás az lenne, hogy mászni rajta. Végül fejnyomás kiegyensúlyozza az erő, amellyel a vízmolekulák adja meg a ozmométer. Így az energia a vízmolekulák csökken bevezetése miatt az oldott anyag, töltse nyomású folyadékkromatográfiás oszlopon. Ez a nyomás növeli a kémiai potenciál az oldat (Ip) ezzel egyenlő a kémiai potenciálja a tiszta víz (Ic). A törvény szerint a termodinamika, spontán megy csak folyamatokat kíséri az energia felszabadítását. A legtöbb esetben ez nem mérhető a szabad energia abszolút lehetséges. Azonban lehetséges, hogy az intézkedés a különbség az utolsó (g2) és a kezdeti energia állapot (g1). Mivel g1> g2. A változás Δg lesz negatív értéket. Ebben az esetben, g1 - a kémiai potenciál tiszta vizet, egy g2 - kémiai potenciálja a víz hozzáadása után az oldott anyag. Δg egyenlő, de ellenkező előjellel a nyomást, hogy alkalmazni kell a rendszert, hogy megakadályozzák a víz áramlását bele egy féligáteresztő membránon keresztül. Δg és Ψosm ozmotikus potenciálját a megoldás.

Így, az ozmotikus potenciál egyenlő a különbség a kémiai potenciálja a kémiai potenciál az oldat és a tiszta víz mindig negatív. Ozmotikus potenciál jelzi erőtlenség az oldatban, mint a tiszta vizet, a kölcsönhatás idézi elő a víz - oldott anyag. Más szóval, az ozmotikus potenciál mutatja, hogy a hozzáadott oldott csökkenti a víz aktivitását. Ozmotikus potenciál utal az úgynevezett testületi oldatot tulajdonságok, mint például csökkenti a fagyáspont vagy növelje a forráspontja. Mindezek a paraméterek függnek a moláris koncentrációját. 1 mól oldat bármely nem disszociált anyag ozmotikus potenciálja -22,7 bar (-22,4 atm). Mivel a csökkenés a kémiai potenciál vagy aktivitását víz arányban a részecskék száma, oldásához anyagok disszociált abszolút értéke ozmotikus potenciál nagyobb lesz, amelyet bevezetünk a megfelelő (izotóniás) arány. Nem szabad elfelejteni, hogy az ozmotikus potenciál a megoldás csak akkor következik be olyan körülmények között, az ozmotikus rendszer: oldatot - féligáteresztő membrán - oldószerben. Az előbbi lehetővé teszi, hogy az intézkedés az ozmotikus potenciál az oldat (Ψ). Csatolásával nyomásmérő mérhető nyomást, hogy kell alkalmazni, hogy a rendszer megakadályozza a víz bejutását az oldatba. Ez lesz az abszolút érték egyenlő, de ellenkező előjelű az ozmotikus potenciál a megoldás.