Слушать радио
www.radiobells.com #radiobells_script_hash
Диспетчер сервисного центра

ОСМОС

ОСМОС (от греч. 3520-57.jpg -толчок, давление), самопроизвольный перенос в-ва через полупроницаемую мембрану, разделяющую два р-ра разл. концентрации или чистый р-ритель и р-р. Наиб. часто происходит переход р-рителя через полупроницаемую мембрану, не пропускающую растворенное в-во. Самопроизвольный массоперенос возникает в результате того, что хим. потенциал р-рителя уменьшается при увеличении концентрации растворенного в-ва.

3520-68.jpg

Рассмотрим два объема 3520-58.jpg и 3520-59.jpg бинарного р-ра (см. рис.), разделенных полупроницаемой перегородкой, пропускающей молекулы р-рителя (компонент 1) и не пропускающей молекулы растворенного в-ва (компонент 2). Если т-ра T и давление р по обе стороны перегородки одинаковы (Т3520-60.jpg= Т3520-61.jpg, 3520-62.jpg ), а молярные доли различны (3520-63.jpg ), то 3520-64.jpg (Т, р, 3520-65.jpg) >3520-66.jpg(Т, р,3520-67.jpg). Для идеальных или сильно разбавленных реальных р-ров, где 3520-69.jpg-хим. потенциал чистого р-рителя, R-газовая постоянная. При 3520-70.jpg система термодинамически неравновесна и, следовательно, имеет место переход компонента 1 из объема3520-71.jpgв объем 3520-72.jpg до тех пор, пока его молярные доли в обоих объемах не станут одинаковыми. Для того чтобы предотвратить массоперенос и выравнивание концентраций и сохранить первонач. состав обоих р-ров, необходимо выравнить хим. потенциалы компонента 1 по обе стороны перегородки изменением внеш. условий (т-ры, давления, внеш. электрич. поля, если речь идет о р-рах электролитов). В изотермич. условиях для сохранения состава фаз необходимо изменить давление на один из р-ров. Из термодинамики известно, что

3520-73.jpg

где 3520-74.jpg-парциальный молярный объем р-рителя. Для идеальных или предельно разбавленных реальных р-ров 3520-75.jpg , где 3520-76.jpg-молярный объем чистого р-рителя. Знак производной положительный и при увеличении давления, приложенного к р-ру 3520-77.jpg, хим. потенциал р-рителя будет возрастать. Дополнит. давление 3520-78.jpg , к-рое надо приложить к р-ру 3520-79.jpg для того, чтобы предотвратить поступление в него р-рителя через полупроницаемую мембрану из р-ра 3520-80.jpg, наз. осмотич. давлением. При давлении 3520-81.jpg система находится в термодинамически равновесном состоянии:

3520-82.jpg

Если 3520-83.jpg , равновесие нарушается и имеет место перенос р-рителя из более концентрир. р-ра в менее концентрированный. Это явление получило назв. обратного осмоса; оно находит широкое практич. применение в мембранных процессах разделения в-в.

Для идеальных р-ров зависимость осмотич. давления от состава выражается ур-нием:

3520-84.jpg

где 3520-85.jpg -парциальные давления р-рителя в фазах 3520-86.jpg и 3520-87.jpg. Если фаза 3520-88.jpg представляет собой чистый р-ритель, т.е. 3520-89.jpg , то 3520-90.jpg; ур-ние принимает вид, известный как ур-ние Ван Лаара:

3520-91.jpg

Из него следует, что осмотич. давление р-ра пропорционально ln x1. Этой же величине пропорциональны понижение т-ры замерзания и повышение т-ры кипения идеальных р-ров (см. Рауля закон), что свидетельствует о связи этих явлений с осмосом.

Если концентрация растворенного в-ва мила, зависимость осмотич. давления от его молярной концентрации с2 выражается ур-нием Вант-Гоффа:

3520-92.jpg

Это ур-ние обычно используют для расчета осмотич. давления бинарных р-ров недиссоциирующих в-в. Однако лучшее совпадение расчетных значений с экспериментальными в широкой концентрац. области дает ур-ние Ван Лаара (см. табл.). О методах и технике измерения осмотич. давления см. Осмометрия.