Осмос. 
Химия

Если раствор и чистый растворитель разделены мембраной, проницаемой для молекул растворителя и непроницаемой для молекул растворенного вещества (т.е. полупроницаемой), то молекулы растворителя через полупроницаемую мембрану будут переходить в раствор, что приведет к разбавлению раствора. Такое явление получило название осмос — односторонняя диффузия растворителя из менее концентрированного в более концентрированный раствор через полупроницаемую мембрану.

Диффузия — самопроизвольный процесс, результат беспорядочного движения молекул раствора, который приводит к выравниванию концентрации раствора, усилению беспорядка в системе и возрастанию энтропии.

Сила, обусловливающая осмос и отнесенная к единице поверхности, — это осмотическое давление. Измеряют осмотическое давление осмометром (рис. 7.3). Он состоит из сосуда с трубкой, которая соединяется с манометром. Окошко сосуда закрыто полупроницаемой мембраной. Сосуд с раствором опускают в растворитель. Растворитель диффундирует через мембрану в раствор, уровень жидкости в трубке осмометра повышается, что создает гидростатическое давление. С увеличением гидростатического давления диффузия замедляется. Гидростатическое давление, установившееся с наступлением равновесия, фиксируется манометром. Оно служит мерой осмотического давления.

Я. Г. Вант-Гофф в 1884 г. на основании анализа экспериментальных данных П. Ф. Пфейфера по измерению осмотического давления растворов сахара получил уравнение.

где р_ош — осмотическое давление, н/м^[1][2]; V — объем раствора, м^[3].

Рис. 7.3. Схема работы осмометра:

Растворы с одинаковым осмотическим давлением — изотопические (физиологический раствор — 0,9% NaCl изотоничен плазме крови). Растворы с большим осмотическим давлением — гипертонические, с меньшим — гипотонические. В гипертонических растворах наблюдается сморщивание клеток из-за потери воды (плазмолиз). Гемолиз крови (разрушение клеток крови) имеет место при погружении эритроцитов в гипотонический раствор.

Для приготовления солений, варенья используется добавка большого количества соли или сахара. При этом получаются гипертонические растворы, которые обезвоживают гнилостные м и кроор ган изм ы.

Все изложенное выше относится к растворам органических веществ в воде.

• [1] — осмометр; 2 — манометр; 3 — сосуд с растворителем Усмотрев, что между состоянием вещества в растворе и газообразным состоянием имеется качественная и количественнаяаналогия, Вант-Гофф сформулировал закон: осмотическое давление раствора численно равно тому газовому давлению, котороеимело бы растворенное вещество, будучи переведенным в газообразное состояние в том же объеме и при той же температуре.
• [2] В области малых концентраций растворы подчиняются газовымзаконам и к ним применимо уравнение Менделеева — Клапейрона, т. е. осмотическое давление пропорционально концентрации растворенного вещества и абсолютной температуре.
• [3] Осмотическое давление имеет большое значение для живыхорганизмов, способствуя поступлению воды к клеткам. Осмотическое давление обеспечивает тургор (упругость) клеток.