ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Примеры из "Элементарная термодинамика " Это частичное равновесие таково, что химический потенциал растворителя одинаков по обе стороны от мембраны, тогда как химические потенциалы растворенных веществ различны и не могут уравняться из-за ее наличия. В классическом лекционном опыте, демонстрирующем осмотическое давление, водный раствор солей 1 отделяют от чистой воды 2 куском бычьего пузыря (фиг. 18). Вода проникает внутрь полости 1 и повышает уровень в манометрической капиллярной трубке, пока гидростатическое давление не уравновесит диффузию чистой воды в раствор. [c.138] Этот избыток гидростатического давления и называют осмотическим давлением. Величина осмотического давления вполне может составлять несколько атмосфер, и мембрана должна выдерживать его при достижении равновесия. Осмотическое давление имеет важное значение для живых организмов, и исторически представление об осмотическом давлении сыграло большую роль в развитии термодинамики. В силу этих причин мы выбрали в качестве примера для этой главы термодинамическую теорию осмотического давления, предложенную Вант-Гоффом (1903). [c.138] В этом выражении Р2—Р, =л—осмотическое давление, а г == = дц/ Р = дЮ1дР дЫ — парциальный молекулярный объем воды. [c.139] НЫЙ случай высокой степени разбавления. Осмотическое давление равно, следовательно, давлению, которое оказывают п молей идеального газа, заключенного в данном объеме. По традиции его интерпретируют как избыточное давление, обусловленное тем, что одна сторона мембраны испытывает удары молекул растворенного вещества. Такое представление облегчает запоминание формулы (6.115), но его не следует воспринимать буквально. Если эта формула верна, то она должна быть заведомо верной и для идеальных растворов. Однако при ее выводе мы воспользовались приближением (6.114), поэтому формула Вант-Гоффа применима лишь при высокой степени разбавления даже в случае идеальных смесей. Для идеальных растворов можно применять выражение (6.113) при любой концентрации. В получающуюся в этом случае формулу для осмотического давления концентрации входят под знаком логарифма, так что, очевидно, воспользоваться такой простой газокинетической интерпретацией нельзя. [c.140] С Экспериментальным значением. Поскольку для определения = необходимо знать плотность растворов сахарозы в пределах некоторого интервала концентраций, мы не будем останавливаться иа этом вопросе. [c.141] Уже давно известно, что давление пара раствора ниже давления пара чистого растворителя, причем это понижение давления почти пропорционально концентрации растворенного вещества. Формула (6.118), которая предложена Раулем (1888) и выражает названный его имене.м закон, представляет собой первую простую проверку области применимости приближений, лежащих в основе теории разбавленных растворов, или, точнее, формулы (6.108). [c.142] Из закона Рауля можно сделать следующий вывод давление пара чистого растворителя и давление пара раствора строго пропорциональны друг другу. Таким образом. [c.143] В качестве проверки закона распределения рассмотрим данные для иода, растворенного в воде и четыреххлористом углероде. При концентрации иода 2 в четыреххлористом углероде, равной 6,996 г л, его концентрация в водной фазе составит 0,0818 г л, откуда коэффициент распределения в обеих фазах равен 0,0818/6,996 = 0,0117. При концентрации иода в четыреххлористом углероде, равной 25,61 г л, концентрация в воде составляет 0,2913 г л, т. е. коэффициент распределения оказывается равным 0,0114. При промеж) точных концентрациях коэффициент распределения иода между обеими фазами лежит в пределах этого интервала довольно близких значений. Таким образом, коэффициент распределения растворенного вещества между двумя растворителями остается в этом случае практически постоянным даже при высоких концентрациях. [c.145] Вернуться к основной статье