Осмос - це процес, який відбувається між двома контейнерами, розділеними напівпроникним бар’єром. Якщо бар’єр має пори, достатньо великі, щоб пропускати молекули води, але достатньо малі, щоб блокувати молекули a розчиненої речовини, вода буде текти збоку з меншою концентрацією розчиненої речовини в сторону з більшою концентрація. Цей процес триває до тих пір, поки концентрація розчиненої речовини не буде рівною з обох сторін, або тиск, що протистоїть зміна обсягу на боці з більшою концентрацією перевищує силу, що рухає воду через бар'єр. Цей тиск є осмотичним або гідростатичним, і він змінюється безпосередньо залежно від різниці в концентрації розчиненої речовини між двома сторонами.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Осмотичний тиск, що рухає воду через непроникний бар'єр, збільшується із різницею концентрацій розчиненої речовини по обидві сторони бар'єру. У розчині з кількома розчиненими речовинами підсумовують концентрації всіх розчинених речовин, щоб визначити загальну концентрацію розчиненої речовини. Осмотичний тиск залежить лише від кількості частинок розчиненої речовини, а не від їх складу.
Осмотичний (гідростатичний) тиск
Насправді мікроскопічний процес, який керує осмосом, трохи загадковий, але вчені описують це так: молекули води are - це стан постійного руху, і вони вільно мігрують по необмеженому контейнеру, щоб зрівняти їх концентрація. Якщо ви вставите в контейнер бар’єр, через який вони можуть пройти, вони це зроблять. Однак, якщо одна сторона бар'єру містить розчин із занадто великими частинками, щоб пройти через бар'єр, молекули води, що проходять з іншої сторони, повинні ділити з ними простір. Об’єм на стороні розчиненої речовини збільшується, поки кількість молекул води з обох сторін не стане рівною.
Збільшення концентрації розчиненої речовини зменшує простір для молекул води, що зменшує їх кількість. Це, в свою чергу, збільшує тенденцію води стікати в ту сторону з іншого боку. Щоб трохи антропоморфізуватися, чим більша різниця в концентрації молекул води, тим більше вони "хочуть" рухатися через бар'єр у сторону, що містить розчинену речовину.
Вчені називають це тяга осмотичним тиском або гідростатичним тиском, і це вимірювана величина. Покладіть кришку на жорсткий контейнер, щоб запобігти зміні обсягу, і виміряйте тиск, необхідний для утримання вода піднімається, поки ви вимірюєте концентрацію розчину на тій стороні, де знаходиться найбільша кількість розчиненої речовини. Коли подальша зміна концентрації не відбувається, тиск, який ти чиниш на покрив, є осмотичним тиском, припускаючи, що концентрації з обох сторін не зрівнялися.
Зв'язок осмотичного тиску з концентрацією розчиненої речовини
У більшості реальних ситуацій, таких як коріння, що забирає вологу з землі, або клітини, що обмінюються рідиною з ними навколо, певна концентрація розчинених речовин існує по обидва боки напівпроникного бар’єру, такого як корінь або Клітинна стінка. Осмос відбувається до тих пір, поки концентрації різні, а осмотичний тиск прямо пропорційний різниці концентрацій. У математичному плані:
P = RT (∆C)
де T - температура в кельвінах, ∆C - різниця в концентраціях, а R - ідеальна газова постійна.
Осмотичний тиск не залежить від розміру молекул розчиненої речовини або їх складу. Це залежить лише від того, скільки їх існує. Таким чином, якщо в розчині присутня більше однієї розчиненої речовини, осмотичний тиск становить:
P = RT (C1 + С2 +... Cп)
де C1 - концентрація розчиненої речовини тощо.
Перевірте самі
Легко швидко зрозуміти вплив концентрації на осмотичний тиск. Столову ложку солі змішайте у склянці води і покладіть моркву. Вода з моркви стіче осмосом у солону воду, а морква зморщиться. Тепер збільште концентрацію солі до двох-трьох столових ложок і запишіть, наскільки швидше і повністю морква зморщується.
Вода в моркві містить сіль та інші розчинені речовини, тому відбудеться зворотне, якщо занурити її в дистильовану воду: морква розбухне. Додайте невелику кількість солі і запишіть, на скільки менше часу потрібно, щоб морква набрякла, чи вона набухає до однакових розмірів. Якщо морква не набрякає і не зморщується, ви встигли приготувати розчин з такою ж концентрацією солі, як і морква.