Коллигативные свойства растворов. О смотическое и онкотическое давление. Изотонический коэффициент

Государственный медицинский  университет г.Семей.

 

 

Кафедра: Биохимии и Химии.

Дисциплина: Химия.

Зав.кафедры: Тапбергенов  С.О.

         

 

 

         СРС.

         Тема: Коллигативные свойства растворов.

            О смотическое и онкотическое давление.

                  Изотонический коэффициент.

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила: Жумалинова Ботагоз

103 группа ОМФ

Проверила: Абулысбекова С.М.

 

 

 

 

Семей 2013г.

Введенин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Коллигативные свойства растворов — это те свойства, которые при данных условиях оказываются равными и независимыми от химической природы растворённого вещества; свойства растворов, которые зависят лишь от количества кинетических единиц и от их теплового движения. 
 
К коллигативным свойствам растворов относят: 
1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором, 
2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей. 
3) осмотическое давление.

 

Первый закон  Рауля

Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, называют насыщенным. Давление такого пара над чистым растворителем (p₀) называют давлением или упругостью насыщенного пара чистого растворителя.

В 1886 (1887) году Франсуа Мари Рауль сформулировал закон:

Давление пара раствора, содержащего нелетучее  растворенное вещество, прямо пропорционально  мольной доле растворителя в данном растворе: 

p = p₀ · χ_р-ль       , где

p — давление пара над раствором, ПА;

p₀ — давление пара над чистым растворителем;

χ_р-ль —— мольная доля растворителя.

 

Для растворов электролитов используют несколько другую форму  уравнения, позволяющую добавить в  неё изотонический коэффициент:

Δp = i · p₀ · χ_в-ва    , где

Δp — собственно изменение давления по сравнению с чистым растворителем;

χ_в-ва — мольная доля вещества в растворе.

 

Второй закон  Рауля

Также Рауль экспериментально доказал, что повышение температуры  кипения раствора по сравнению с  температурой кипения растворителя, а равно и понижение температуры  замерзания раствора по сравнению с  аналогичным характеризующей величиной  для растворителя прямо пропорциональна моляльности раствора, то есть,

ΔT_{кип/зам}= K_эб/кр · m_в-ва      , где

K_эб/кр — соответственно эбулиоскопическая (от лат. ebullire — «кипеть» и др.-греч. σκοπέω — «наблюдаю») и криоскопическая (относится к замерзанию) константы, характерные для данного растворителя;

m_в-ва — моляльность вещества в растворе.

 

1.2. Осмотическое и онкотическое давление.

1) Осмотическое давление (обозначается π) — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану. Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Величина осмотического  давления, создаваемая раствором, зависит  от количества, а не от химической природы  растворенных в нём веществ, следовательно, осмотическое давление является коллигативным свойством раствора. Чем больше концентрация вещества в растворе, тем больше создаваемое им осмотическое давление. Это правило, выражается формулой:

π =I C·R·T

Где  I — изотонический коэффициент раствора;

C — молярная концентрация раствора, выраженная в моль/м3;

R — универсальная газовая постоянная;

T — термодинамическая температура раствора.

Осмотическое давление может  быть весьма значительным. В дереве, например, под действием осмотического давления растительный сок (вода с растворёнными в ней минеральными веществами) поднимается по ксилеме от корней до самой верхушки. Одни только капиллярные явления не способны создать достаточную подъёмную силу — например, секвойям требуется доставлять раствор на высоту до 100 метров. При этом в дереве движение концентрированного раствора, каким является растительный сок, ничем не ограничено.

Взаимодействие эритроцитов с растворами в зависимости от их осмотического давления.

Если же подобный раствор  находится в замкнутом пространстве, например, в клетке крови, то осмотическое давление может привести к разрыву клеточной мембраны. Именно по этой причине лекарства, предназначенные для введения в кровь, растворяют в изотоническом растворе, содержащем столько хлорида натрия (поваренной соли), сколько нужно, чтобы уравновесить создаваемое клеточной жидкостью осмотическое давление.

 

Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

О́смос (от греч. ὄσμος — толчок, давление) — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).

 

Мера градиента осмотического  давления, то есть различия водного  потенциала двух растворов, разделённых  полупроницаемой мембраной, называется тоничностью. 
Различают три варианта тоничности: один раствор по отношению к другому может быть изотоническим, гипертоническим и гипотоничнеским.

 

• Изотонический раствор - раствор, имеющий осмотическое давление, равное внутриклеточному.

Например: Клетка, погружённая в изотонический раствор, находится в равновесном состоянии —молекулы воды диффундируют через клеточную мембрану в равном количестве внутрь и наружу, не накапливаясь и не теряясь клеткой.

• Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление по сравнению с другим раствором, называется гипертоническим.  
  Например: Если ввести в кровь слишком концентрированный раствор хлорида натрия (3-5-10 % ), то вода из клеток будет выходить наружу, и они сожмутся.
• Раствор, имеющий более низкое осмотическое давление по сравнению с другим раствором - гипотоническим.

Например: Если бы вводимые лекарственные препараты были изготовлены на воде или в очень сильно разбавленном растворе, осмотическое давление, заставляя воду проникать в клетки крови, приводило бы к их разрыву.

 

 

2) Онкотическое давление (от др.-греч. — объем, масса) — коллоидно-осмотическое давление, доля осмотического давления, создаваемая высокомолекулярными компонентами раствора. В плазме крови человека составляет лишь около 0,5 % осмотического давления (3—4 кн/м², или 0,03—0,04 ат). Тем не менее онкотическое давление играет важнейшую роль в образовании межклеточной жидкости, первичной мочи и др.

1.3. Изотонический коэффициент (также фактор Вант-Гоффа; обозначается i) — безразмерный параметр, характеризующий поведение вещества в растворе. Он численно равен отношению значения некоторого коллигативного свойства раствора данного вещества и значения того же коллигативного свойства неэлектролита той же концентрации при неизменных прочих параметрах систем:

 

 

где Р(э) - данный раствор,

Р - раствор неэлектролита той же концентрации, 

t_кип - температура кипения, а t_зам - температура плавления (замерзания).

                                  Литература.

 

Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: Учебное пособие для втузов — Москва: Высшая школа, 1989. — с. 113

Еремин В. В., Каргов С. И., Успенская И. А., Кузьменко Н. Е., Лунин  В. В. Основы физической химии. Теория и задачи: учеб. пособие для вузов. — М.: Издательство «Экзамен», 2005. — 480 с. — (Серия «Классический университетский учебник»).