Осмотикалық қысым. Сұйытылған ертінділердің осмос қысымы

9 -тақырып Осмотикалық қысым.

Сұйытылған ертінділердің осмос қысымы

Осмос  қысым деп, еріткіш молекуларының жартылай өткізгіштен өтуін қамтамасыз ететін бірлік ауданға түсетін қысымды айтамыз. Шексіз сұйытылған ерітінділер үшін осмос қысымы Вант-Гофф теңдеуімен анықталады:

p=C_M RT                                                (6.8)

Тұрақты температурада сұйытылған ертінділердің осмос қысымы еріген заттың концентарциясына тура пропорциональды.  6.8 – теңдеуді түрлендірсе:

p - осмос қысымы, Па

C_M – ерітіндінің молярлы концентрациясы, моль/л

R - универсал газ тұрақтысы

Т - абсолюттік температура, К

m₁ – еріген зат массасы,

М₁ – еріген заттың молекулалық массасы,

V – ерітінді көлемі.

Сұйытылған ерітінділердің осмос қысымының мәнін эбулиоскопия, криоскопия, бу қысымының кемуі сияқты молекулалық массаны анықтау үшін қолдануға болады, тек ерітіндіде еріген заттың ассоциациясы мен диссоциациясы жүрмесе.

Осмос құбылысы өсімдіктер мен жануарлар тіршілігінде маңызды орын алады, себебі клетка қабығы еріткішті жақсы өткізетін шала өткізгіш рөлін атқарады.

Екі араласпайтьн сұйықтықта үшінші затты ерітсек, ол еріткіштер арасында белгілі түрде таралуы. Нернст-Шилов таралу заңы.

Экстракция деп заттың екі өзара араласпайтын еріткіштердің арасында таралу процесін айтады. Бұл процесс әрекеттесуші массалар заңымен сипатталатын қайтымды процесс. Тепе-теңдік екі араласпайтын сұйықтардың, яғни екі фаза арасында жүргендіктен ол гетерогенді тепе-теңдікке жатады. Әдетте араласпайтын сұйықтың біреуі су, екіншісі – органикалық еріткіш. Көптеген органикалық сұйықтар сумен араласпайды. Осындай сұйықты суға қосқанда екі қабат пайда болады. Егер органикалық сұйықтың тығыздығы судың тығыздығынан үлкен болса, онда ол төменгі қабатта орналасады, ал керісінше органикалық сұйықтың тығыздығы судың тығыздығынан кем яғни, аз болса, бұл сұйық судың үстіне шығып жоғарғы қабат түзеді. Таңдап алған органикалық еріткішті судың ерітіндісімен шайқағаннан кейін оның тамшылары тез қосылып бөлек қабат түзуі қажет. Екі қабатқа тез бөліну органикалық сұйық пен судың тығыздықтарының қатынасына байланысты. Салыстырмалы тығыздық бірден анағұрлым көп не кем болуы керек.

Металдардың координациялық қосылыстарын экстракция­лауға ауыр еріткіш ретінде кең хлороформ CHCl3 (сал. тығ. 1,49) және төртхлорлы көміртегі CCl4 (сал. тығ. 1,59) қолданылады. Әдетте жеңіл еріткіштер болып бензол C6H6 (сал. тығ. 0,88), диэтилді эфир C2H5OC2H5 (сал. тығ. 0,71) есептеледі. Көптеген заттарды экстракция жолымен бөлуде қолданылатын жақсы еріткіш қатарына метилизобутилкетон CH3COCH2CH(CH3)2 (сал. тығ. 0,80) жатады.

Суда еріген заттың сумен араласпайтын органикалық еріткішке ауысуы: а) экстракцияланатын қосылыс органикалық еріткіште суға қарағанда жақсы ерісе; б) экстракцияланатын қосылыс зарядталмаған болса; в) оның молекуласының мөлшері үлкен болса басым жүреді.

Экстракциялану жүйелеріндегі тепе-теңдікті Нернст-Шилов таралу заңы және әрекеттесуші массалар заңымен сипаттауға болады. Фазалар түйіскенде заттың бір фазадан екінші фазаға ауысуы байқалады. Бір фазада заттың концентрациясы көбейеді, екіншісінде – азаяды. Концентрациялардың белгілі бір қатынасында динамикалық тепе-теңдік орнайды:

Асу ↔ Аорг

Екі араласпайтьн сұйықтықта (су мен бензол) үшінші затты ерітсек, ол еріткіштер арасында белгілі түрде таралады. 3-ші заттың концентрациясы аз және оның бөлшектерінің өлшемдері екі фазада бірдей болса, оның жүйедегі концентрациясын арттыру екі фазадағы осы заттың коңцентрацияларын пропорционалды түрде өсіреді.

Таралу заңы: Берілген температурада 3-ші компоненттің тепе-теңдіктегі екі сұйық фазалардағы концентрацияларыньң қатынасы - тұрақты шама.

Кейбір еріткіштерде таралатын зат диссоциация не ассоциацияға ұшырауы мүмкін, бұл кезде таралатын заттың эр фазадағы бөлшектерінің өлшемдері әртүрлі болады. Бұл жағдайда Нернст-Шилов теңдеуі қолданылады.

К-таралу коэффициенті деп аталады, ол температураға, заттар табиғатына, ерітіндінің иондық кушіне тәуелді, бірақ таралатын зат концентрациясына тәуелсіз