Главная > Курс физики. Теплота и молекулярная физика (Кудрявцев Б.Б.)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

10. РАСТВОРЫ. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

Многие твердые тела способны растворяться в жидкостях. При растворении вещества его молекулы равномерно распределяются среди молекул растворителя.

Как правило, процесс растворения не представляет собой простого молекулярного раздробления растворяемого вещества. Обычно растворение сопровождается энергичным физическим и химическим взаимодействием молекул растворителя с молекулами растворенного вещества. Весьма часто молекулы растворенного вещества оказываются окруженными молекулами растворителя, образующими вокруг них более или менее устойчивую оболочку. В йодных растворах эти оболочки называют гидратными оболочками, в неводных — сольватными.

Д. И. Менделеев впервые указал на необходимость учитывать при растворении вещества химические взаимодействия. Хотя дальнейшее развитие учения о растворах и подтвердило правильность мысли Менделеева о наличии химических взаимодействий между молекулами веществ при растворении, однако не у всех растворов это взаимодействие существенно влияет на свойства растворов. Во многих растворах взаимодействие между молекулами растворенного вещества и растворителя мало отличается от взаимодействия молекул этих веществ, взятых порознь. Подобные растворы должны напоминать по своим свойствам смеси газов.

Если раствор разбавленный, т. е. если в единице объема растворителя содержится небольшое количество растворенного вещества, то молекулы последнего оказываются отстоящими далеко друг от друга и особенности их взаимодействия никак не проявляются. Влияние молекул растворителя на движение молекул растворенного вещества взаимно компенсируется, так что его оказывается возможным не учитывать. Растворенное вещество в разбавленном растворе ведет себя подобно идеальному газу.

Мысль о сходстве свойств растворенного вещества со свойствами идеального газа была высказана голландским физиком Вант-Гоффом (1852—1911). Развивая мысль об аналогии между смесью газов и жидким раствором, Вант-Гофф пришел к выводу о том, что растворенное вещество должно оказывать давление, подобное парциальному давлению газа, добавленного в небольшом количестве к какому-либо другому газу. Это давление было названо осмотическим.

Если раствор, содержащий килограмм растворенного вещества, молекулярный вес которого занимает объем V, то, согласно закону Вант-Гоффа, осмотическое давление можно подсчитать по аналогии с давлением идеального газа при помощи уравнения:

в котором универсальная газовая постоянная, -абсолютная температура. Величина численно равная числу киломолей растворенного вещества в раствора, называется молярной концентрацией с, поэтому закон Вант-Гоффа часто записывают в следующей форме:

Таким образом, осмотическое давление пропорционально молярной концентрации растворенного вещества и абсолютной температуре раствора.

Естественно возникает вопрос, как обнаружить проявления осмотического давления.

Жидкость находится, с одной стороны, под действием внешнего давления р, а с другой стороны — под действием внутреннего давления обусловленного силами молекулярного притяжения. Осмотическое давление, оказываемое частицами растворенного вещества, должно несколько увеличить объем жидкости, поскольку оно направлено противоположно внешнему и внутреннему давлениям, сжимающим жидкость. Обнаружить, однако, это в разбавленных растворах, для которых справедливы сформулированные выше простые закономерности, практически невозможно, поскольку внутреннее давление по абсолютной величине несоизмеримо больше осмотическою давления и полностью маскирует его действие.

Рис. 62. Обнаружение осмотического давления.

Для обнаружения осмотического давления прибегают к использованию свойств полупроницаемых перегородок, способных свободно пропускать растворитель, но задерживающих частицы растворенного вещества. Для точных измерений полупроницаемые перегородки обычно приготавливаются следующим образом: пористый сосуд из неглазурованного фарфора погружают в сосуд больших размеров, наполненный раствором медного купороса. Внутрь пористого сосуда наливают раствор железистосинеродистого калия. Растворенные соли диффундируют в поры фарфорового сосуда и, встречаясь, реагируют, образуя пленку железистосинеродистой меди, пропускающей воду, но не пропускающей молекулы многих растворенных веществ, например сахара.

Осмотическое давление в растворе, помещенном во внутренний сосуд прибора, изображенного на рисунке 62, уравновешивается внешним и внутренним давлениями, действующими на жидкость. Если заменить дно сосуда, содержащего раствор, полупроницаемой перегородкой, то растворитель из внешнего сосуда сможет свободно поступать во внутренний. Осмотическое давление на поверхность раствора окажется неуравновешенным, и поверхность начнет перемещаться вверх, как бы втягивая при этом растворитель во внутренний сосуд.

Движение жидкости будет продолжаться до тех пор, пока возникшая разница уровней жидкости во внешнем и внутреннем сосудах не уравновесит осмотическое давление. Результаты экспериментального определения осмотического давления (таблица № 13) подтверждают справедливость представлений Вант-Гоффа. Осмотические явления играют большую роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Оболочки клеток, из

Таблица 13 (см. скан) Осмотическое давление сахарозы при 0° С

которых состоят живые организмы, являются полупроницаемыми перегородками, и многие виды важного для организма обмена веществ совершаются в результате осмотического проникновения жидкости через полупроницаемую перегородку.

1
Оглавление
email@scask.ru