Осмос в химии: Определение и Механизм

Осмос в химии Определение Осмос — это процесс самопроизвольного перехода растворителя (чаще всего воды) через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества в раствор с большей концентрацией. Механизм явления Полупроницаемая мембрана обладает особым строением: ее поры достаточно велики, чтобы пропускать маленькие молекулы растворителя, но слишком малы для крупных молекул или ионов растворенного вещества. В результате возникает односторонний поток растворителя, который стремится выровнять концентрации в обеих частях системы. Осмотическое давление Давление, которое необходимо приложить к раствору, чтобы остановить процесс осмоса, называется осмотическим давлением. Для разбавленных растворов неэлектролитов оно рассчитывается по закону Вант-Гоффа: \[ \pi = C \cdot R \cdot T \] где: \( \pi \) — осмотическое давление (Па); \( C \) — молярная концентрация раствора (моль/м³ или моль/л); \( R \) — универсальная газовая постоянная, равная \( 8,314 \) Дж/(моль·К); \( T \) — абсолютная температура (К). Для растворов электролитов в формулу вводится изотонический коэффициент \( i \), учитывающий диссоциацию вещества на ионы: \[ \pi = i \cdot C \cdot R \cdot T \] Значение осмоса 1. В биологии: Осмос обеспечивает поступление воды в клетки растений и животных, поддерживает упругость тканей (тургор). 2. В медицине: При введении лекарств внутривенно важно использовать изотонические растворы (например, 0,9% раствор NaCl), осмотическое давление которых равно давлению плазмы крови. 3. В технике: Обратный осмос применяется для очистки и опреснения воды. Под давлением, превышающим осмотическое, воду заставляют проходить через мембрану в обратном направлении, оставляя соли и примеси с другой стороны.