Осмотическое давление что это такое: Осмотическое давление — Что такое Осмотическое давление?

Осмотическое давление.

Осмос-это самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану из разбавленного раствора или чистого растворителя в концентрированный раствор. Это явление можно продемонстрировать с помощью прибора, схематически изображенного на рис. 6.39. Широкий конец трубки, закрытый мембраной животного происхождения (например, бычьим пузырем), наполняют раствором сахара и погружают в стакан с водой. Через некоторое время вода переходит сквозь мембрану в раствор сахара.

Мембрана, пропускающая частицы растворителя, но не пропускающая частицы растворенного вещества, называется полупроницаемой мембраной. Полупроницаемая мембрана пропускает частицы растворителя в обоих направлениях. Однако, поскольку с той стороны мембраны, где концентрация раствора выше, концентрация растворителя, наоборот, ниже, происходит результирующий переход растворителя в концентрированный раствор.

Это приводит к установлению разности давлений по обе стороны мембраны. Давление, которое необходимо приложить к концентрированному раствору, чтобы воспрепятствовать переносу растворителя через мембрану, называется осмотическим давлением. Его обозначают греческой буквой п.

Осмотическое давление является коллигативным свойством, поскольку оно зависит только от концентрации растворенных частиц, а не от их химического состава.

Осмотическое давление играет важную роль в биологических процессах. Например, в организме животных некоторые типы клеток, например эритроциты, содержат солевой раствор. Эти клетки ограничены плазматической мембраной. В водной среде эритроциты подвергаются осмосу, набухают и лопаются. Однако, если они попадают в более концентрированный раствор соли, клетки сморщиваются.

Модули установки для получения сверхчистой воды на основе обратного осмоса. Такая вода необходима в полупроводниковой промышленности.

Амеба-одноклеточное существо. Вода непрерывно поступает в ее тело благодаря осмосу.

Растительные клетки содержат солевые растворы в особых полостях — вакуолях. Вакуоль окружена тонким слоем цитоплазмы, который обладает свойствами полупроницаемой мембраны и контролирует поглощение воды растительной клеткой.

Если давление, приложенное к концентрированному раствору, превышает осмотическое давление, растворитель переходит из концентрированного раствора через мембрану в разбавленный раствор. Этот процесс называется обратный осмос. Он находит промышленное применение с целью получения питьевой воды из морской воды.

Эксперименты, подобные описанному выше с сахарным раствором, показывают, что: 1) при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально разности концентраций в растворах, разделенных мембраной; 2) при фиксированной разности концентраций осмотическое давление прямо пропорционально абсолютной температуре.

Соотношение между осмотическим давлением и температурой аналогично уравнению состояния идеального газа (см. разд. 3.1). Оно называется уравнением Вант-Гоффа:

(11)

В этом уравнении тс — осмотическое давление, К-объем раствора, и-число молей растворенного вещества, T-абсолютная температура, Л-молярная газовая постоянная. Уравнение (11) может быть представлено в другой форме:

Уравнение Вант-Гоффа является приближенным и справедливо только для разбавленных растворов.

Определение относительной молекулярной массы растворенного вещества по осмотическому давлению раствора

Уравнение Вант-Гоффа может использоваться для определения относительной молекулярной массы растворенного вещества по создаваемому им осмотическому давлению, которое устанавливают экспериментальным путем. Этот метод особенно удобен для определения средней относительной молекулярной массы полимеров и других макро-молекулярных веществ.

Пример

Раствор сахара с концентрацией 2,5 г/дм3 создает осмотическое давление 8,3 х х 104 атм при 25 °С. Вычислим относительную молекулярную массу растворенного вещества.

Решение

Искомое значение относительной молекулярной массы Мг растворенного вещества можно найти непосредственно с помощью уравнения Вант-Гоффа (11). Исходные данные задачи таковы:

Оглавление:

Определение осмотическое давление общее значение и понятие. Что это такое осмотическое давление

Это известно как давление к последствиям сжатия или сжатия . Эти глаголы описывают такие действия, как затягивание, регулировка, скученность или надавливание. Это означает, что давление — это сила, которая идет на вещь. Термин также используется для обозначения физической величины корня, которая учитывает силу, оказываемую объектом или элементом по отношению к единице поверхности.

Осмотический, с другой стороны, это слово, которое относится к тому, что принадлежит или связано с

осмосом (название, которое получает физико-химическое явление, которое включает в себя прохождение растворителей, хотя и не растворенных, между двумя растворами, которые имеют различные концентрации и которые разделены полупроницаемой мембраной).

Следовательно, осмотическое давление понимается на уровне силы, которая должна быть приложена к раствору, когда необходимо затормозить поток растворителя с помощью мембраны с полупроницаемыми характеристиками . Эта особенность очень важна для понимания отношений, которые устанавливаются между жидкостями, которые являются частью живых существ.

Полупроницаемая мембрана, таким образом, позволяет молекулам растворителя проходить, но предотвращает продвижение растворенных молекул. Это вызывает диффузию молекул растворителя и может перейти из раствора с более низкой концентрацией в другой с более высокой концентрацией.

Когда между различными частями одного и того же раствора нет чистого обмена растворенного вещества, говорят, что существует равновесное осмотическое давление . В тех случаях, когда имеется мембрана, защищающая раствор, равновесное осмотическое давление достигается, когда атмосферное давление равно давлению, которое растворитель оказывает на мембрану.

Эта концепция не была известна до второй половины восемнадцатого века, когда физик французского происхождения начал исследовать его. Показательный эксперимент состоял в использовании мембраны из органа животного и размещении воды на одной стороне и алкоголя на другой; к удивлению ученого, вода прошла через ткань без проблем, в отличие от другого соединения, которое осталось на его стороне.

Но только спустя почти сто лет осмос был открыт как свойство полупроницаемых мембран, отметив, что при попытке скрестить его с двумя различными растворами всегда тот, который имел меньшую концентрацию растворенного вещества, был тем, который удалось пройти с другой стороны. Было также отмечено, что он обладает способностью оказывать

давление, так называемое осмотическое, на ткани.

Для измерения осмотического давления используется инструмент, который также датируется серединой 1800-х годов и называется осмометром . Стоит отметить, что это явление играет первостепенную роль в живых организмах и может наблюдаться непосредственно на клеточном уровне, в процессах поглощения и удержания различных веществ. После его изучения в большом разнообразии растворов растворенных веществ нелетучего типа были установлены следующие пункты:

* пока давление не претерпевает каких-либо изменений, осмотическое давление остается в прямой зависимости от концентрации растворенного вещества;

* для любого конкретного решения его осмотическое давление будет прямо пропорционально температуре ;

* Если взять две концентрации, которые имеют одинаковое количество родинок и которые подвергаются определенной температуре, они будут представлять собой эквивалентное осмотическое давление. Следует отметить, что молярность является значением, которое идентифицирует процентное содержание растворенного вещества, обнаруженного в каждой части растворения.

Единица, которая используется для представления осмотического давления, такая же, как и для любой другой единицы: Паскаль, сокращенно Pa . Тем не менее, вы также можете использовать устройство Атмосфера, чье сокращение — атм .

Осмотическое давление живых клеток — Справочник химика 21

    Явление осмоса широко распространено в природе, так как стенки клеток живых организмов являются полупроницаемыми, пропуская одни и задерживая другие вещества, тем самым осуществляя обмен веществ. Так, стенки эритроцитов (красных кровяных телец) непроницаемы для хлорида натрия, но проницаемы для воды. Если эритроциты ввести в раствор хлорида натрия, осмотическое давление которого больше, чем осмотическое давление внутри клеток (так называемый гипертонический раствор), то вода диффундирует из клеток наружу и клетки сжимаются. В растворе, осмотическое давление которого меньше внутреннего (гипотонический раствор), осмос происходит в противоположном направлении, и клетки набухают. Растворы, которые имеют одинаковые осмотические давления (по отношению к данной мембране по отношению к другой они могут быть не-  [c.252]
    Объяснение. Осмос имеет большое значение в процессах жизнедеятельности животных и растений. Он, как известно, обусловливает поднятие воды по стеблю растений, рост клетки и многие другие явления. Осмотическое давление, возникаюш,ее в клетках, сооб-ш,ает им своеобразную упругость и эластичность, а также способствует сохранению определенной формы органами растений и т. д. Каждая живая клетка имеет оболочку либо поверхностный слой протоплазмы, которые обладают свойством полупроницаемости. Так как клеточный сок — это раствор той или иной концентрации, то при погружении клеток во внешний раствор может оказаться, что  [c.53]

    В живой микробной клетке всегда наблюдается более высокая концентрация солей, чем в окружающей среде, поэтому микробы могут существовать в слабых водных растворах. На основании осмотических законов в клетку поступают вода и растворенные в ней питательные вещества. Внутреннее осмотическое давление создает напряженное состояние клетки, которое называется тур-гором. Если микробная клетка попадает в концентрированный раствор, осмотическое давление которого больше, чем в клетке, то вода уходит из нее, протоплазма сжимается и отстает от верхней оболочки. Это явление называется плазмолизом. Такую клетку легко возвратить к нормальному состоянию тургора, если перенести ее в раствор более слабой солевой концентрации. [c.251]

    С помощью точного и устойчивого количества электролитов сохраняется равное осмотическое давление между клеткой и окружающей ее жидкостью и, таким образом, одинаковое количество воды в тканях. Такое же равновесие достигнуто между кровью и межклеточной жидкостью, окружающей кровеносные капилляры. До тех пор, пока будет сохраняться равновесие осмотического давления различных жидкостей, содержание воды в живых тканях будет оставаться неизменным. Это жидкостное напряжение (тургор или тонус) обеспечивает коже вместе с волокнами соединительной ткани упругость, или эластичность. [c.197]

    Осмос имеет большое значение в процессах жизнедеятельности животных и растений. Он обусловливает поднятие воды по стеблю растения, рост клетки и многие другие явления. Осмотическое давление в клетках обусловливает их своеобразную упругость и эластичность, а также способствует сохранению определенной формы стеблями и листьями растений. Каждая живая клетка имеет либо оболочку, либо поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойством полупро-ницаемости. Если клетку поместить в раствор, концентрация которого равна концентрации клеточного сока, то состояние клетки не изменится, так как осмотическое давление в клетке и в растворе одинаково. [c.123]

    Осмос и осмотическое давление играют огромную роль в процессах жизнедеятельности организмов. Например, с ним связано распределение воды в организме. Каждая живая клетка — микроскопическая осмотическая система. [c.82]

    Состав внеклеточной жидкости близок к составу морской воды в пред-кембрийскую эпоху, когда появились животные с замкнутой системой кровообращения. С тех пор соленость моря продолжала возрастать, тогда как состав внеклеточной жидкости остался постоянным. Основным катионом во внеклеточной жидкости является ион Ка , а из анионов преобладают СГ и НСОВнутри клеток преобладают катион и анион НРО Для соблюдения физико-химического закона электронейтральности, которому подчиняется любой живой организм в целом, некоторый недостаток неорганических анионов компенсируется анионами органических кислот (молочной, лимонной и др.) и кислых белков, несущих отрицательный заряд при физиологических значениях pH. Если вне клетки органические анионы компенсируют незначительную нехватку отрицательного заряда, то внутри клетки они должны компенсировать около 25 % положительных зарядов, создаваемых неорганическими катионами. Поскольку клеточные мембраны легко проницаемы для воды, то они могут разрушаться при незначительных различиях в давлении жидкости внутри и снаружи клеточной мембраны. Поэтому осмотическое давление внутри клетки должно быть равно таковому во внеклеточной жидкости, т. е. живая клетка подчиняется закону изоосмоляльности. Повышенное содержание катионов по отношению к концентрации анионов во внеклеточных жидкостях в сравнении с внутриклеточными средами приводит к тому, что наружная поверхность мембран клеток оказывается заряжена положительно относительно ее внутренней поверхности, и это имеет огромное биологическое значение (см. главу 15). В биологических жидкостях концентрацию осмотически активных частиц (независимо от их заряда, размера и массы) выражают в единицах осмоляльности — миллиосмомолях на 1 кг воды. Так как главные катионы и анионы внутриклеточных жидкостей многозарядные, то (при одинаковых осмоляльностях) концентрация электролитов, выраженная в миллиэквивалентах на 1 л, будет значительно выше внутри клетки, чем во внеклеточных жидкостях, где в основном содержатся однозарядные ионы. [c.180]

    Для жизнедеятельности микроорганизмов необходимо наличие в питательной среде минеральных веществ. С их помощью регулируется осмотическое давление внутри клетки, они определяют скорость и направление биохимических реакций и коллоидные свойства живой протоплазмы. Из минеральных элементов важнейшую роль в питании микробов играет фосфор, необходимый для синтеза сложных фосфорсодержащих соединений с белками. Лучшими источниками фосфора являются различные фосфорнокислые соли калия, натрия, аммония. [c.514]

    Обычно биологи, говоря о соединениях натрия, калия, магния и кальция, в первую очередь имеют в виду их хлориды, фосфаты, сульфаты и карбонаты. Все они имеют довольно сильно ионизированные связи. Соединяясь с катионами водорода, образуют кислые соли и кислоты. Соли имеют большое значение не только как составные части жизненной среды, но и как активные участники процессов в живых клетках. Ионы натрия благодаря небольшому размеру играют важную роль в поддержании водного режима организма, и увеличение концентрации Ма+ способствует удерживанию воды. Соли натрия наряду с солями других металлов определяют осмотическое давление в клетках и влияют на работу ферментных систем. Ионы натрия вместе с ионами калия служат для передачи нервного импульса через мембраны нервных клеток (см. 38). Нормальный ритм работы сердца и головного мозга зависит от строгого выдерживания соотношения концентраций ионоз калия и натрия. Ионов калия в организмах животных меньше, и повышение концентрации К+ оказывает вредное действие. В растениях калий способствует фотосинтезу и стимулирует процессы, связанные с прорастанием семян. Поэтому так важны калийные удобрения. Роль магния не ограничивается только участием в структуре хлорофилла. В организмах животных и человека он уменьшает спазмы сосудов и регулирует работу сердца. В периодической системе М занимает промежуточное положение между бериллием и щелочноземельными металлами. Его свойства уникальны имея высокий заряд и небольшой радиус, он в то же время образует в большинстве своих соединений не ионные, а кова- [c.180]

    Такое явление происходит в живой растительной и животной ткани. Здесь создается разность осмотических давлений в клетке и межклеточном пространстве эта разность играет решающую роль в прижизненном обмене веществ. В мертвой ткани не происходит обмена веществ, следовательно, не может быть различных концентраций водного раствора неорганических и органических веществ в клетке и межклеточном пространстве, т. е. различных температур замерзания. [c.113]

    Осмотические явления, наблюдаемые в организмах, обусловливаются теми же причинами, какие действуют в рассмотренных нами осмотических моделях. Осмотическое давление в клетках подчиняется всем основным газовым законам. Однако в явления осмоса вносят значительные коррективы сама структура живых образований и процессы жизнедеятельности, непрерывно протекающие в живых организмах. [c.131]

    Осмотическое давление в клетках подчиняется газовым законам. При этом следует учитывать, что на осмос значительное влияние оказывает структура живых образований и процессы жизнедеятельности в организмах. В организм постоянно должны поступать питательные вещества. Если бы оболочка клеток была идеальной мембраной, пропускающей только молекулы растюр ителя, но препятствующей проникновению молекул растворенного вещества, то процессы питания были бы невозможны, что естественно привело бы к гибели организма.  [c.97]

    Абсолютная величина осмотического давления в клетках живых растений достаточно высокая и колеблется чаще всего от 506 до 1010 кПа у наземных растений и от 101 до 304 кПа у водных. В плодах фруктовых деревьев, ягодах винограда, корнеплодах сахарной свеклы осмотическое давление бывает в пределах 2026—4052 кПа, у растений, которые выращивают на засоленных почвах, оно может достигать 6078—10 130 кПа, Величина сосущей силы в разных органах и тканях имеет важное. значение для поступления и движения воды по растению,, [c.115]

    Красные кровяные тельца—это живые клетки, ограничивающая поверхность которых обладает свойствами полупроницаемых перегородок. Эта поверхность отличается от остальной клетки богатством липоидов и весьма чувствительна к разного рода влияниям. Так, щелочи и растворители жиров разрушают ее. При набухании, обусловленном уменьшением осмотического давления в внешней среде, т. е. в плазме [c.192]

    Ферментативные синтезы полисахаридов класса крахмала. Глюкоза является неподходящим материалом для образования запасов углеводов в живых клетках, так как она легко растворима в воде, причем ее растворы обладают высоким осмотическим давлением. Отсюда вытекает необходимость отложения глюкозы в полимерной форме в печени или мышцах. В настоящее время механизм этого важного физиологического процесса в большой степени выяснен. [c.320]

    Для растения осмотическое давление играет огромную роль. Оно поддерживает устойчивость тканей, создавая в клетках тургор, т. е. набухание. При отмирании протоплазмы клеток последние теряют свои полупроницаемые свойства и свободно пропускают в обе стороны не только воду, но и раствор тургор прекращается и растение теряет свою эластичность (вянет). Гистологам хорошо известно, что только после того как клетка убита (фиксирована), удается окрасить ее содержимое погружением ее в раствор красок. Живая клетка, поглощая воду, задерживает большинство растворенных в ней красок. То же осмотическое давление обусловливает движение жидкостей по сосудам растения от корней и т, д.  [c.237]

    Скорость поглощения воды живыми клетками при осмотических изменениях неодинакова для различных типов клеток, но вообще она чрезвычайно велика окончание процесса часто требует всего нескольких минут. Осмотическое давление внешней среды можно контролировать прибавлением электролита или разбавлением, причем осмотическая реакция клетки находится в согласии с уравнением (10). Это показывает, что скорость проникновения воды через клеточные мембраны значительно превышает скорость проникновения электролитов. [c.372]

    Осмотическое давление играет большую роль в процессах жизнедеятельности животных и растений. Процессы усвоения пищи, обмена веществ и т. д. тесно связаны с различной проницаемостью тканей для воды и тех или иных растворенных веществ. Типичные клетки образованы из протоплазменных мешочков, наполненных водными растворами разных веществ (клеточный сок), осмотическое давление которых на границе с водой обыкновенно лежит в пределах 4—20 атм. Если эти клетки погружены в воду или в раствор меньшей концентрации, чем их содержимое, то вода проникает в клетки, создавая в них гидростатическое давление, называемое тургором. Это давление создает прочесть и устойчивость живых тканей растений и животных. Осмотическое давление играет роль механизма, подающего клеткам питательные растворы и воду в высоких деревьях они поднимаются на десятки метров вверх от корней, что отвечает осмотическому давлению в несколько десятков атмосфер. [c.110]

    Все живые клетки вообще проницаемы для воды без какого-либо особого активного механизма вода переносится в клетку и из нее в соответствии с различием в осмотическом давлении. [c.372]

    Живые клетки не только способны набухать или сокращаться с увеличением или уменьшением осмотического давления внешней среды, но это изменение имеет количественный характер  [c.372]

    Вант-Гофф начал свой рассказ. От полупроницаемых перегородок он перешел к живым клеткам, к огромной силе, которая возникает в них в результате осмотического давления.  [c.60]

    Осмотическое давление представляет собой величину, тесно связанную с нормальной жизнедеятельностью клетки. В этом легко убедиться, сопоставив концентрации сока, выжатого из живых клеток и из тех же клеток, предварительно убитых. [c.73]

    Наружный слой клетки, т. е. ее мембрана, пропускает не только воду, о и в какой-то мере растворенные в ней вещества. Живая клетка активно регулирует осмотическое давление, изменяя концентрации осмотически активных веществ. У одноклеточных животных, обитающих в пресной воде, выработались специальные приспособления (пульсирующие вакуоли), удаляющие из клеток избыточную воду. Одноклеточные организмы, не имеющие пульсирующих вакуолей, излишнюю воду удаляют через клеточную мембрану. У высших животных осмотическое давление е целом организме регулируется системой органов выделения (почками). [c.55]

    Из последнего уравнения видно, что уменьшение свободной энергии при постоянной температуре и постоянном давлении равно общей работе, которую может совершить система, за вычетом ЯАУ. Работа, обозначаемая —АО, которую часто называют чистой работой или полезной работой, может быть химической, электрической, фотохимической или осмотической. К ней не относится работа расширения газа против постоянного дав- ления, за исключением случаев, когда этот вид работы используется полезным образом. Примером такой непродуктивной работы РАУ может служить расширение нагреваемого воздуха. В живых системах вопрос о полезной работе, сопровождающейся изменением свободной энергии, имеет особо важное значение, поскольку растительные и животные клетки совершают механическую работу, необходимую для поддержания жизни, не. за счет поглощения тепла из внешней среды. В случае теплокровных животных совершение работы при постоянной температуре за счет поглощения тепла просто запреш,ено вторым законом. Работа клеток зависит от химической энергии, получаемой ими из питательных веществ этот вид работы может осуществляться, очевидно, за счет изменения свободной энергии АС. Рис. 2.11 иллюстрирует некоторые виды полезной работы, с которыми мы сталкиваемся, изучая живые организмы.  [c.107]

    Высшие растения состоят из огромного числа клеток, определенным образом скрепленных друг с другом окружающими их клеточными стенками. Многие характерные свойства растений прямо или косвенно связаны с наличием этих клеточных стенок. Состав и внешний вид клеточных стенок непосредственно определяются тем, к какому типу принадлежит данная клетка и каковы ее функции. Вместе с тем основные принципы построения всех клеточных стенок поразительно сходны жесткие волокна целлюлозы погружены в матрикс, содержащий множество поперечных сшивок и состоящий из таких полисахаридов, как пектины и гемицеллюлозы, а также из гликопротеинов. Благодаря такому строению первичная клеточная стенка обладает большим запасом прочности при растяжении и способна пропускать лишь молекулы относительно небольшого размера. Если растительную клетку, лишенную клеточной стенки (протопласт), поместить в воду, то она осмотическим путем наберет воду, набухнет и лопнет. В то же время живое содержимое клетки, заключенное в оболочку, набухает и давит на последнюю, в результате чего возникает давление, известное под названием тургорного. Тургор строго регулируется и жизненно необходим как для увеличения размеров клетки, так и для механической жесткости молодого растения. [c.398]

    До сих пор мы предполагали, что коллоид не является электролитом, а это действительно верно для растворов макромолекул в неполярных растворителях. Однако в водных растворах многие макромолекулы, и прежде всего различные биоколлоиды, как правило, находятся в виде ионов. Если же раствор, кроме того, содержит обычные электролиты, то картина еще более усложняется. Здесь осмотическое равновесие сочетается с электростатическими взаимодействиями. Макроионы, которые не проходят через поры мембраны, частично удерживают около себя противоионы и нарушают их равномерное распределение возникает так называемый мембранный потенциал (играющий важную роль в процессах обмена живой клетки). Электростатически обусловленная повышенная концентрация ионов с одной стороны мембраны является причиной более высокого осмотического давления. Добавка электролита экранирует мембранный потенциал (эффект сжатия противоионной атмосферы), а тепловое движение понижает неравномерное распределение ионов, и осмотическое давление понижается. Предельный случай полностью подавленного мембранного потенциала (равномерное распределение всех ионов около мембраны) соответствует осмотическому давлению раствора неэлектролита той же концентрации. Теорию этого эффекта предложил Доннан (1911г.). Допустим, что слева от мембраны находится раствор полиэлектролита N31 с концентрацией с , а справа — раствор обычного электролита, например ЫаС1, с концентрацией с . Мембрана свободно пропускает молекулы растворителя (воды), ионы Ыа+ и С1 , но не пропускает ионы Для простоты вслед за Доннаном примем, что объемы растворов, находящихся с обеих сторон мембраны, одинаковы. Это делает вывод наглядным, не лишая его общности. Предположим также, что оба электролита полностью диссоциированы. Когда в системе установится равновесие, в ту часть раствора, где находится ЫаК, перейдет х молей ЫаС1, так что концентрация N3+ в нем повысится до — + х, концентрация К останется, как и прежде, равной с , а концентрация С1 , которая вначале была равна нулю, составит х. По другую сторону мембраны концентра- [c.45]

    Эффект Доннана (т. е. нерав1юмерное распределение электролитов между клетками и омывающей их жидкостью) оказывает большое влияние на жизнедеятельность клеток, на величину биопотенциалов и т. п. Однако в целостном организме на распределение ионов влияет ряд физиологических регуляторных механизмов, процессы обмена веществ и т. п. Поэтому в живом организме эффект Доннана является лишь одной из причин сложных процессов возникновения осмотического давления, электрических явлений, распределения электролитов и пр. [c.196]

    Оболочка живых клеток — всегда полупроницаемая мембрана. Она задерживает молекулы многих веществ, растворенных в воде, но воду пропускает. Поэтому каждая животная и растительная клетка — это микроскопическая осмотическая система, а осмотическое давление ифает очень важную роль в жизнедеятельности организмов. [c.68]

    Осмотическое давление имеет важное значение в биологических процессах. К стенкам клеток прилегает, как известно, слой протоплазмы, которая играет роль полупроницаемой перегородки. Заключенная внутри клеток жидкость (клеточный сок) содержит в растворенном состоянии различные вещества, которые не проникают через слой протоплазмы. Если клетка находится в воде, то последняя проникает внутрь клетки и создает в ней давление, называемое тургором. Благодаря тургору ткани живых растений приобретают свойственную им прочность и упругость. При отмирании клеток протоплазма теряет свойство полупрони-цаемости, что приводит к исчезновению тургора и к увяданию растения. Когда живая клетка попадает в раствор, концентрация которого больше концентрации клеточного сока, вода перемещается из клетки в наружный раствор, протоплазма сжимается, наступает явление плазмолиза. [c.27]

    Ионы щелочных металлов (Na , К )- Натрий распределен в основном снаружи, а калий — внутри клетки. Оба катиона вносят вклад в поддержание осмотического давления, передачу нервных импульсов, активный перенос сахаридов и аминокислот. Катионы Na» » и К , представляющие собой сильные кислоты, образуют комплексы с лигандами, содержащими донорные атомы кислорода (эти лиганды являются сильными основаниями). Но в живых системах эти ионы переносятся свободно, поскольку in vivo взаимодействие ионов с лигандами сравнительно слабое. Роль антибиотиков-ионофоров в активном переносе ионов через клеточные мембраны, например, в избирательном переносе натрия и калия при возбуждении мембран нервных клеток или [c.269]

    Осмотическое давление играет большую роль в жизнедеятельности человека, животных и растений. Клетки живого организма состоят из протоплазменных мешочков, наполненных водными растворами различных веществ (клеточным соком). Осмотическое давление клеточного сока на границе с водой лёжит в пределах 4-10 —20-10 н м . Если клетка погружена в воду или раствор меньшей концентрации, чем концентрация клеточного сока, то вода проникает в клетку, создавая в ней гидростатическое давление, называемое тургором. Если клетка погружена в раствор, более концентрированный, чем клеточный [c.142]

    Первичным восстановителем при обычном фотосинтезе в зеленых растениях является вода. Активность воды в клетках может быть изменена посредством прямого оводнения и обезвоживания или путем помещения клеток в растворы с различным осмотическим давлением. Обе эти операции оказывают значительное влияние на фотосинтез. Однако это влияние не может рассматриваться как кинетическое явление, подчиняющееся закону действующих масс, так как оно связано с изменениями проницаемости и других коллоидных свойств протоплазмы и клеточных мембран, от которых зависит в различной степени всякая активность живой клетки. Действие обезвоживания обсуждалось поэтому в гл. XIII (т. I, стр. 341), где мы имели дело с различного рода физическим и химическим ингибированием и стимулированием фотосинтеза. [c.365]

    Дрожжевую- клетку, помещенную в раство1р различных веществ, каким является осахаренная масса, условно можно рассматривать как ячейку, окруженную полупроницаемой перегородкой. В отношении такой ячейки будут до известной степени справедливы законы осмотического давления с соответствующими поправками на коллоиды внутри клетки и на живую плазму. [c.270]

    Явление осмоса в живых клетках. Диффузия, осмос и осмотическое давление играют важную роль в животных и растительных организмах. Протоплазма клеток представляет собой идеальную полупроницаемую перегородку, через которую в клетку могут проникать или удаляются из нее только определенные вещества, но она непроницаема для других веществ. Так, стенки эритроцитов (красных кровяных телец) непроницаемы для хлорида натрия, но проницаемы для воды. Если эритроциты ввести в раствор хлорида натрия, осмотическое давление которого больше, чем осмотическое давление внутри клеток гипертонический раствор), то вода диффундирует из клеток наружу, и клетки сжимаются. В растворе, осмотическое давление которого меньше внутреннего давления гипотонический раствор), осмос происходит в противоположном направлении. Вода извне проникает в клетки, при этом они набухают. Объем клеток увеличивается до тех пор, пока их стенки не лопаются и содержимое не вытекает в окружающую жидкость. Два раствора, которые имеют одинаковое осмотическое давление независимо от состава растворенных веществ, обусловливающих это давление, называются изотоническими или изоосмоти-ческими растворами. Жидкость крови, в которой взвешены красные кровяные тельца,— плазма крови — является изотонической с жидкостью, находящейся в красных кровяных тельцах и других клетках организма. [c.161]

    Эти явления могут быть использованы и для определения осмотического давления в живых клетках, особенно в клетках растений. Внешняя проницаемая оболочка из клетчатки покрыта протоплазмой, которая играет роль полупроницаемой перегородки. Если такую клетку ввести в гипертонический раствор, то вода выходит изнутри через протоплазму. Протоплазменная оболочка морщится, отрываясь от оболочки из клетчатки,— происходит плазмолиз. Более разбавленный раствор, в котором плазмолиз прекращается, является изотоническим по отношению к жидкости, находящейся внутри клетки. При введении в гипотонические растворы клетки набухают за счет проникающей извне через протоплазменную оболочку воды. Поскольку в обычных условиях вода, поглощаемая растениями, содержит мало растворенных веществ, она проникает через оболочку и создает внутри клетки давление, которое действует на стенки клетки (тургесцентность). Это давление определяет упругость растений, особенно молодых, зеленых. Когда клетки при испарении теряют больше воды, чем проникает снаружи за счет осмоса, они теряют упругость, растение как бы увядает. [c.162]

    Вода представляет o6oii главный жидкий компонент животных и растительных тканей, создает среду для переноса питательных веществ к растущим клеткам и удаления вредных вешсств, а также обеспечивает регулирование тепла за счет испарения. Поскольку последние две функции связаны с выводом воды из организма, необходимо периодическое восстановление водного баланса. Вода поглощается через корневую систему растений и через мембраны клеток живых существ. Поглощение является следствием различия осмотических давлений по обе стороны мембраны и может происходить только при градиенте концентраций растворенных солей (в воде меньше, чем во внутриклеточной жидкости). [c.532]

    В физиологических условиях, т. е. при тех условиях, которые имеются в живой клетке (температура, pH, осмотическое давление, концентрация реагируюшлх веществ и пр.), расщепление моля АТФ (506 г) сопровождается выделением 12 ккал, или 50 кДж энергии. [c.22]

    Концентрация клеточного сока, его осмотическое давление, несомненно, имеют важное значение для поглощения воды клеткой. Это обстоятельство не дает, однако, оснований рассматривать процесс поглощения воды как чисто осмотический и тем самым исключать участие в нем живой протоплазмы. Известно, что основная часть биоколлоидов клетки принадлежит к гидрофильным соединениям, способным к обратимым изменениям степени своей оводненности. Поглощая воду, коллоидная мицелла набухает, при отдаче же воды коллоидной мицеллой происходит ее так называемое отбухание. Развиваемые в ходе этих процессов силы весьма значительны и нередко достигают сотен атмосфер. Сила, которую нужно приложить к коллоидной системе, чтобы предотвратить поглощение ею воды, называется давлением набухания. [c.73]

    Корневое давление было открыто еще в первой половине XVIII в. и с тех пор довольно интенсивно изучается. Высказан ряд весьма противоречивых гипотез относительно его природы. Диапазон этих гипотез достаточно широк — от объяснений «эльса и Найта, относящихся соответственно к 1727 и 1801 гг. 259], Л, В. Можаевоп и Н. В. Пильщиковой [260—265], Д. Боса [266], А. П. Петрова [244], согласно которым воду нагнетают главным образом живые клетки корня, до сформулированных в конце прошлого столетия представлений, согласно которым живые клетки не принимают активного участия в движении воды через корневые системы или даже препятствуют этому движению [259]. Особенно широкое распространение получила предложенная в 1920-х годах схема Пристли [267, 268], уподобляющая нагнетающую деятельность корня работе осмометра, В наши дни эта схема в несколько модифицированном виде известна как осмотическая концепция экссудации. Она неизменно упоминается во всех учебниках и обзорах. Согласно данной концепции, роль находящегося внутри осмометра концентрированного раствора выполняет ксилемный сок, а роль полупроницаемой перегородки, препятствующей выходу наружу осмотически действующих веществ ксилемного сока, отводится [c.118]

    По схеме Д. Пристли (рис. 14), А — живые клеткн, С — клетки сосудистой системы, в которых нет тургорного давления, следовательно, S = P. При полном насыщении водой группы клеток /1, которые погружены в сосуд В, сосущая сила вскоре будет равна 0. Пока Р>Т, вода поступает в клетку, но когда осмотическое давление уравновесится тургорным давлением, сосущая сила равна О, воду будут всасывать клетки сосудистой системы с си, 10й, равной величине их осмотического давления. Таким образом, клетк1г С будут всасывать воду из сосуда В, фильтруя се через живые клетки А. [c.118]

    В тканях растений осмотич. давление составляет 0,5-2 МПа (у растений в пустынях — более 10 МПа). Гидростатич. давление, возникшее яо внутриклеточных структурах в результате осмоса, наз. тургором. Это давление придает прочность и упругость тканям живых организмов. Если клетка отмирает, оболочка теряет св-во полупроницаемос-ти, тургор исчезает (растение вянет). Осмотич. давление-главная причина, обеспечивающая движение воды в растениях и ее подъем от корней до вершины. Клетки листьев, теряя воду, осмотически всасывают ее из клеток стебля, а последний-из клеток корня, берущих, в свою очередь, воду из почвы. Для роста и развития растений важно соотношение между осмотич. давлением почвенного р-ра и клеточного сока. Растение может нормально развиваться лишь тогда, когда осмотич. давление клеточного сока больше осмотич. давления почвенного р-ра. [c.419]

    Гипотеза Мюнха чисто физическая, и не объясняет, почему ситовидные трубки должны оставаться живыми и метаболически активными. Она не объясняет также, каким образом клетки мезофилла листа способны загружать ситовидные трубки ассимилятами против осмотического градиента известно, что у флоэмы /о более отрицательный, чем у фотосинтезирующей ткани. С учетом этого гипотеза Мюнха бьша впоследствии дополнена — в нее включили механизм активной загрузки растворенных веществ в ситовидные трубки. Он подразумевает, что осмотический и гидростатический градиенты начинаются не в фотосинтезирующем мезофилле, а непосредственно во флоэме. Кроме того, полагают, что разгрузка флоэмы на уровне потребителей — тоже активный процесс. Такая современная версия гипотезы Мюнха называется гипотезой тока под давлением. [c.135]

    Возникающее вследствие осмотического дисбаланса этих двух сред избыточное гидростатическое давление внутри растительной клетки, называемое тургорным давлением (или просто тургором), имеет для растений жизненноважное значение. Тургор — главная сила, растягивающая клетку в период ее роста он в значительной мере ответствен также за жесткость живых растительных тканей (сравните увядший лист обезвоженного растения с упругими листьями растения, получающего достаточно воды).  [c.389]

---

Измерение осмотического давления в растворах стимул-чувствительных полимеров

167

На данный момент прототип вырабатывает около 1 кВт энергии.

В ближайшее время эта цифра может увеличиться до 2-4 кВт. Для то-

го чтобы можно было говорить о рентабельности производства, необ-

ходимо получить выработку около 5 кВт. Однако, это вполне реаль-

ная задача. К 2015 году планируется построить большую станцию,

которая обеспечит выработку 25 МВт, что позволит питать электри-

чеством 10000 средних домохозяйств. В перспективе же предполага-

ется, что ОЭС станут такими мощными, что смогут вырабатывать

1700 ТВт в год, столько, сколько сейчас вырабатывает половина Ев-

ропы.

Преимущества осмотических станций очевидны. Во-первых, со-

леная вода (для работы станции подходит обычная морская вода) яв-

ляется неисчерпаемым природным ресурсом. Поверхность Земли на

94% покрыта водой, 97% которой является соленой, поэтому для та-

ких станций всегда будет топливо. Во-вторых, для организации ОЭС

не требуется строительства специальных площадок: подойдут любые

неиспользуемые помещения уже существующих предприятий или

других служебных зданий. Кроме того, ОЭС могут быть поставлены в

устьях рек, где пресная вода втекает в соленое море или океан – и в

этом случае не понадобится даже специально заливать в резервуары

воду. Обслуживание таких станций состоит только в том, чтобы свое-

временно удалять соляной налет из резервуаров [1].

Также интересен проект, направленный на создание возобновля-

емых источников энергии нового типа, функционирующих на основе

осмотических эффектов, возникающих в водных растворах термо-

чувствительных полимеров и интерполимерных комплексов (ИПК),

способных к фазовому переходу (выпадению в осадок из водных рас-

творов) под воздействием температуры [2,3].

Принцип действия разрабатываемых источников состоит в сле-

дующем. При локальном нагреве раствора термочувствительного по-

лимера или ИПК в результате фазового перехода возникает градиент

осмотического давления, вызывающий циркуляцию раствора, кото-

рую можно реализовать в замкнутом контуре. Как показали предва-

рительные эксперименты и расчеты, использование той же самой

схемы, которая в настоящее время применяется в солнечных коллек-

торах, позволяет в таких полимерных системах обеспечить скорость

потока, достаточную для вращения лопастей генераторной турбины

или иного устройства, предназначенного для дальнейшего преобразо-

вания энергии потока в электрическую энергию.

Osmosis, Osmotic Pressure and Tonicity of Solutions | Chemistry

12.11: Осмос и осмотическое давление растворов

Ряд природных и синтетических материалов проявляют селективную проницаемость, т.е. только молекулы или ионы определенного размера, формы, полярности, заряда и т. д. способны пройти через материал (пронизывать его). Биологические клеточные мембраны являются элегантными примерами селективного проникновения в природе, а трубки для диализа, используемые для удаления метаболических отходов из крови, являются более упрощенным технологическим примером. Независимо от того, как они могут быть изготовлены, эти материалы обычно называют полупроницаемыми мембранами.

Рассмотрим устройство U-образной формы, в котором образцы чистого растворителя и раствор отделены мембраной, через которую могут проникать только молекулы растворителя. Молекулы растворителей рассеивают через мембрану в обоих направлениях. Поскольку концентрация растворителя в чистом растворителе больше, чем в растворе раствор, эти молекулы будут рассеяться со стороны растворителя мембраны на сторону раствор быстрее, чем в обратном направлении. В результате происходит чистая передача молекул растворителя из чистого растворителя в раствор. Диффузионно-управляемый перенос молекул растворителя через полупроницаемую мембрану — это процесс, известный как осмоз.

При проведении осмоза в аппарате, описанном выше, объем раствор увеличивается по мере его разбавления накоплением растворителя. Это приводит к повышению уровня раствор, увеличивая его гидростатическое давление (из-за веса колонны раствор в трубке) и, как следствие, к более быстрой передаче молекул растворителя обратно на чистую сторону растворителя. Когда давление достигает значения, при котором скорость обратного переноса растворителя равна скорости осмоса, массовая передача растворителя прекращается. Это давление называется осмотическим давлением (π) раствор. Осмотическое давление разбавленного раствор связано с его молярностью растворённое вещество, M, и абсолютной температурой, T, согласно уравнению

 

Где R — универсальная газовая постоянная.

Если раствор помещен в такой аппарат, при давлении, превышающем осмотическое давление раствор, происходит обратный осмоз и выталкивает молекулы растворителя из раствор в чистый растворитель. Этот метод обратного осмоса используется для крупномасштабного опреснения морской воды и на небольших масштабах для производства чистой водопроводной воды для питья.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 11.4: коллигативные свойства.

---

Литература для дополнительного чтения

1. Goodhead, Lauren K., and Frances M. MacMillan. «Measuring osmosis and hemolysis of red blood cells.» Advances in physiology education 41, no. 2 (2017): 298-305.
2. Garbarini, G. R., R. F. Eaton, T. K. Kwei, and A. V. Tobolsb. «Diffusion and reverse osmosis through polymer membranes.» Journal of Chemical Education 48, no. 4 (1971): 226.
3. Hitchcock, David I. «Osmotic pressure and molecular weight.» Journal of Chemical Education 28, no. 9 (1951): 478.

Источник энергии — осмос | Политика и общество: анализ событий в Европе, России, мире | DW

Понимая, что запасы ископаемых энергоресурсов уже в обозримом будущем начнут иссякать, а использование ядерных технологий связано – во всяком случае, пока, – со значительным риском, человечество в последние годы всё активнее пытается поставить себе на службу разного рода альтернативные источники энергии.

Осмотическое давление: что это такое?

Учёные Исследовательского центра GKSS, расположенного в окрестностях Гамбурга, активно разрабатывают технологию, которая позволила бы добывать энергию за счёт давления, возникающего при слиянии пресной и солёной воды там, где реки впадают в море. Речь идёт о так называемом осмосе. Наверное, далеко не все сразу же вспомнят из школьного курса химии, что же это такое. Обычно там, где река впадает в море, пресная вода просто перемешивается с солёной, и никакого давления, которое могло бы послужить источником энергии, там не наблюдается. Доктор Клаус-Виктор Пайнеман (Klaus-Viktor Peinemann), возглавляющий в Исследовательском центре отдел химии, поясняет, какие условия необходимы для возникновения осмотического давления:

«Если перед смешиванием морскую воду и пресную разделить фильтром, причём особым фильтром – специальной мембраной, способной пропускать воду, но непроницаемой для соли, – то стремление растворов к термодинамическому равновесию и выравниванию концентраций сможет реализоваться только за счёт того, что вода будет проникать в раствор соли, а соль в пресную воду не попадёт».

Сродни давлению воды у подножия водопада

Если же это происходит в закрытом резервуаре, то со стороны морской воды возникает избыточное гидростатическое давление, называемое осмотическим. Чтобы использовать его для производства энергии, в месте впадения реки в море нужно установить большой резервуар с двумя камерами, отделёнными друг от друга полупроницаемой мембраной, пропускающей воду и не пропускающей соль. Одна камера заполняется солёной, другая – пресной водой. Возникающее при этом осмотическое давление может быть очень велико, – подчёркивает доктор Пайнеман:

«Оно достигает примерно 25-ти бар – это соответствует давлению воды у подножия водопада, низвергающегося с высоты в 100 метров».

Идея с 40-летним стажем

Находящаяся под столь высоким осмотическим давлением вода подаётся на турбину генератора, вырабатывающего электроэнергию. Казалось бы, всё просто. Стоит ли удивляться тому, что идея использовать осмос как источник энергии зародилась более 40-ка лет назад, – говорит доктор Пайнеман:

«Одним из главных препятствий в то время стало отсутствие мембран должного качества. Мембраны были очень-очень медленными, так что и эффективность такого осмотического электрогенератора была бы крайне низкой. Но в последующие 20-30 лет произошло несколько технологических прорывов. Сегодня мы научились производить чрезвычайно тонкие мембраны, а это значит, что их пропускная способность стала значительно выше».

Все дело – в создании особой мембраны

Ещё год назад многие специалисты не верили в возможность создания такой мембраны, которая позволила бы на практике реализовать осмотическое энергопроизводство. Но сегодня химики Исследовательского центра GKSS уверены, что решили проблему. В ходе экспериментов их мембрана, по составу мало отличающаяся от всем знакомой полиэтиленовой плёнки, проявила себя с самой лучшей стороны. Один из разработчиков, Карстен Бликке (Carsten Blicke), поясняет:

«Её толщина составляет около 0,1 микрометра. Для сравнения можно сказать, что, скажем, человеческий волос имеет толщину от 50 до 100 микрометров. Именно эта тончайшая плёнка и отделяет в конечном счёте морскую воду от пресной».

Невидимка с волшебными свойствами

Понятно, что столь тонкая мембрана не может сама по себе выдержать высокое осмотическое давление. Поэтому она наносится на пористую, напоминающую губку, но прочную основу. В целом такая перегородка выглядит как глянцевая бумага, однако то, что на ней имеется плёнка, невооружённым глазом заметить невозможно.

Пилотная установка, возводимая в одном из фьордов на севере Норвегии, должна обеспечить электроэнергией 300 тысяч семей. Теоретически в одной только Норвегии за счёт осмоса может быть выработано столько энергии, что её хватит на 1,2 миллиона семей, – утверждает компания «Statkraft».

Осмотическое давление — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Осмотическое давление может быть, следовательно, заранее вычислено,

если известен частичный вес растворенного вещества, крепость и температура раствора. В основании расчета лежит положение: «осмотическое давление, как и газовое, управляется законами Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Авогадро». Осмотическое давление прямо пропорционально крепости раствора, обратно пропорционально величине частичного веса растворенного тела и возрастает на каждый градус Цельсия на 0,00367. Если раствор во всех своих частях имеет одну и ту же температуру и одинаковую крепость, то и осмотическое давление во всех точках одинаково. Если же нарушено равенство температуры, то нарушится и равенство величин осмотического давления; составные части раствора придут в движение, начнется диффузия, ведущая к неодинаковости состава раствора, тогда как при одинаковости температуры диффузия стремится привести раствор к однородности состава во всех частях. В согласии с этим, наблюдения Соре показали, что, если раствор в верхних слоях нагревать, а нижнюю часть охлаждать, то раствор, первоначально совершенно однородный, становится вверху, в нагретой части, слабее, а внизу крепче. Напр. раствор медного купороса по истечении значительного промежутка времени показывал в верхней нагретой до 80° части 14,3% , а в нижней, имевшей темп. 20° — 17,332%. Раствор относится вполне аналогично газу и в отношении неравенства температуры. Зная температуру обоих слоев раствора и крепость одного, можно вычислить крепость другого совершенно так же, как плотность газа в случае неодинаковости температуры в разных его частях. Для вышеприведенного примера расчет по Вант-Гоффу дает для 14,3% вместо найденных 14,03%. Непосредственные измерения величины осмотического давления сопряжены с значительными трудностями, приготовление полупроницаемой стенки осуществимо в редких случаях, и не вполне. Есть возможность, однако, вычислять величину осмотического давления из других свойств растворов. Сам прием полупроницаемой стенки дает возможность, найдя соотношение между осмотическим Давлением и другими свойствами раствора, тем самым установить зависимость этих свойств между собой. Это относится до тех свойств растворов, при помощи которых может быть изменяема их крепость, как то замерзание или испарение растворителя, выделение растворенного тела. Раствор данной крепости характеризуется определенной температурой замерзания, определенной упругостью его пара. Вымораживая растворитель или испаряя его, можно изменять крепость раствора; того же можно достигнуть путем полупроницаемой стенки, пользуясь осмотич. давлением. Каждая из этих операций в отдельности может быть совершаема в форме обратимого процесса, а воспроизведенные последовательно они могут являться частями обратимого процесса. Соотношение между величинами, характеризующими эти операции, устанавливается тогда легко на основании формул термодинамики и одну из этих величин можно вычислить, когда известны остальные. Этим же путем можно найти соотношение между растворимостью и осмотическим давлением, вводя в обратимый процесс выделение растворенного тела. Осуществление этих расчетов требует знания точных законов, управляющих зависимостью между крепостью раствора, температурой и каждой из названных величин, а простые отношения между ними устанавливаются указанным путем при условии приложимости к осмотическим давлениям простых законов газообразного состояния. Это имеет место при малой плотности вещества, т. е. в случае растворов слабых, таких, при разбавлении которых не обнаруживается заметного теплового эффекта. Крепкие растворы обнаруживают, как и сильно сжатые газы, значительные отступления от этих простых законов. Согласие вычисленных результатов с действительностью для слабых растворов весьма полное, и таким образом аналогия между газообразным состоянием и состоянием вещества в разбавленном растворе опирается, благодаря изысканиям Вант-Гоффа, на точные количественные отношения. Осмотическое давление в немногих случаях удается измерять непосредственно; но вычисление его величины по данным для растворимости, замерзания и испарения растворов дает вполне между собой согласные результаты. Не измеряя осмотического давления непосредственно, но пользуясь приемом полупроницаемой стенки, теоретически можно вычислить осмотическое давление по величинам, гораздо более доступным точному измерению, чем осмотическое давление. Таким образом, в весьма большом числе случаев осмотическое давление можно считать известным. Хотя приведенная выше характеристика осмотического давления для слабых растворов является общим законом — осмотическое давление равно газовому, в значительном числе случаев — однако, наблюдаются отступления: величины осмотического давления оказываются аномальными. Аномалии осмотического давления характеризуются величиной, которая показывает во сколько раз осмотическое давление больше или меньше того, которое обнаруживалось бы, если бы данное количество вещества в состоянии газа наполняло бы объем, равный объему его раствора. Основанием для объяснения этих аномалий, как и при объяснении резких аномалий плотностей газов, служит положение: осмотическое давление определяется числом частиц растворенного тела в единице объема и потому аномальные величины осмотического давления в слабых растворах вызываются теми явлениями, которые изменяют число частиц в растворе. Если частицы соединяются между собой, если происходит полимеризация, осмотическое давление уменьшается, i — меньше единицы; если растворенное тело разлагается, если происходит диссоциация в растворе, осмотическое давление увеличивается, i — больше единицы. Такая точка зрения послужила основанием теории «электролитической диссоциации». Помимо гипотетической стороны предмета, существует следующее, выведенное из опыта соотношение между гальванопроводностью и величиной осмотического давления: в слабых растворах величина оказывается больше единицы только в тех случаях, когда раствор обладает гальванопроводностью, т. е. когда мы имеем дело с раствором электролита; в электролитах, разлагающихся на два иона, как HCl, величина i часто достигает двух при достаточном разведении раствора; при большем числе ионов, как в случае BaCl2, K4FeC6N6, i бывает больше двух. Аномально большие величины, свойственные растворам электролитов, осмотического давления обнаруживаются не только косвенно вычислением, путем, указанным выше, но и непосредственными наблюдениями. Де-Врис собрал значительное число данных касательно величины осмотического давления, пользуясь свойством протоплазмы клеточек сжиматься и расширяться в растворах. Клеточка обнаруживает здесь явления, наблюдаемые с помощью полупроницаемой оболочки: сжатие или расширение протоплазмы обусловливается явлениями О. и зависят от того, движется ли вода из клеточки к раствору, или наоборот. Пользуясь данным образчиком протоплазмы можно подобрать такой ряд водных растворов разных веществ, в которых протоплазма не будет изменяться в объеме; это будут растворы, обладающие одинаковой величиной осмотического давления. Этим путем также доказано, что растворы электролитов могут обладать большей величиной осмотического давления, чем растворы неэлектролитов при равном числе частиц в единице объема раствора. Фактически несомненно существует связь между величиной осмотического давления и гальванопроводности. Прием полупроницаемой стенки весьма упрощает также вывод формул для химических равновесий в растворах. Теория О. находится в начальной стадии развития. Основанием ее служит положение о тождестве состояний тела в слабом растворе и в форме газа. Осмотическое давление рассматривается, как следствие ударов частиц растворенного типа, задерживаемых полупроницаемой оболочкой, тогда как растворитель свободно через нее проходит. С другой стороны осмотическое давление вызывается движением растворителя внутрь к раствору и величина осмотического давления определяется разностью живых сил движения растворителя к раствору и от раствора. Почему величина осмотического давления в нормальных случаях равна величине газового давления? Какова роль в явлении полупроницаемой стенки? Эти вопросы составляют предмет разработки в настоящее время, обсуждая вопрос о величине осмотического давления нельзя оставлять в стороне растворителя прежде всего потому, что частицы растворенного тела движутся не в пустоте, а в пространстве, заполненном растворителем. Попытку дать теорию осмотическому давлению представил в недавнее время ван-дер-Ваальс, принимая во внимание растворитель и вводя дополнительные величины эмпирического характера в свою общую формулу для газов и жидкостей. Пока мы не имеем законченной теории осмотического давления в нормальных случаях, приведенные выше объяснения аномальных величин осмотического давления должно рассматривать как предположения гипотетического характера, не заключающие в себе данных для суждения о химической стороне явлений растворения. Действие полупроницаемой стенки лишь в грубом виде может быть представляемо как роль сита, через которое проходят частицы растворителя, а задерживаются частицы растворяемого тела. Явление обусловливается абсорбцией растворителя, образовавшем между ним и материалом полупроницаемой стенки непрочного соединения, рода раствора, и движение растворителя через стенку совершается так же, как транспирация газов.

Д. Коновалов.

== Оригинал этой статьи взят из энциклопедии Брокгауза-Ефрона

==

При создании этой статьи использовался ‘малый энциклопедический словарь Брокгауза-Ефрона’ (энциклопедия Брокгауза — Ефрона). В настоящее время текст этой статьи не является полным, точным и современным.

Прямо сейчас Вы можете внести все необходимые правки, воспользовавшись ссылкой Редактировать эту статью внизу или в панели навигации.

Список всех статей из энциклопедии Брокгауза-Ефрона, использованных в этом проекте, находится здесь — Малый энциклопедический словарь Брокгауза-Ефрона.

Начальный вариант статьи, взят из Большого энциклопедического словаря Брокгауза Ф.А., Ефрона И.А. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/007/121/[править]

Осмотическое давление

— см. Осмос.

Осмотическое давление – обзор

35.9 Воздействие осмотического стресса на растения

Осмотическое давление повышается в цитозоле во время солевого и засушливого стрессов из-за дефицита (засухи) воды или чрезмерного поглощения солей, что приводит к солевому стрессу. Чтобы переносить/исключать чрезмерное количество солей внутри/из клеток, солеустойчивые виды разрабатывают различные стратегии (Parida and Das, 2005). Рост растения и его выживание, распространение и урожай зависят от наличия воды для растений.Осмотический стресс влияет на рост и развитие растений. Это приводит к индукции окислительного вторичного стресса, который также увеличивает продукты распада аскорбата и гомоглутатиона. Толерантные виды приспосабливаются к осмотическому стрессу двумя способами (Munns, 2002): клетки

При воздействии осмотического стресса новые белки синтезируются и накапливаются растениями, и такие полипептиды могут быть идентифицированы с помощью одно- и двумерного гель-электрофореза (Hurkman and Tanaka, 1988; Hurkman et al. , 1988). Большинство генов, регулирующих осмотический стресс (OR), кодируют белки LEA, которые активируются во время осмотического стресса, возникающего в условиях засухи, высокой концентрации соли или низких температур (Baker et al., 1988; Dure et al., 1989). Было обнаружено, что большинство генов LEA реагируют на АБК (Skriver, Mundy, 1990). Во время осмотического стресса у растений для предотвращения потери воды и восстановления тургидности клетки накапливают ионы/растворенные вещества, в основном Na ⁺ , K ⁺ и C1 ^— , а также органические соединения, такие как бетаины и пролин (Rhodes, 1987).Индукция генов АТФазы плазматической мембраны и тонопласта происходит в условиях высокого содержания солей (Surowy and Boyer, 1991; Niu et al., 1993a,b; Binzel, 1995). Накопление фактора элонгации 1-альфа, который является важным компонентом синтеза белка, значительно усиливается в адаптированных к соли клетках грибов и табака (Zhu et al., 1994).

Индукция белков теплового шока (БТШ) при осмотическом стрессе была обнаружена в клетках риса, о чем свидетельствует накопление гена БТШ70 по мере адаптации к осмотическому стрессу (Borkird et al. , 1991; Вирлинг, 1991). HSP предотвращают денатурацию белков и способствуют их сворачиванию, следовательно, функционируют как молекулярные шапероны (Zhu et al., 1993). При высоком солевом, дегидратационном и холодовом стрессе помимо осмотического стресса у вирусных и грибковых патогенов обнаружена индукция гена осмотина (Kononowicz et al., 1992; LaRosa et al., 1989). ABA действует как важный игрок в регулировании и реагировании на нехватку воды во время нескольких процессов развития и других сигналов окружающей среды (Finkelstein et al., 2002; Ямагучи-Шинозаки и Шинозаки, 2006 г.). Эндогенные уровни АБК увеличиваются в растениях из-за обезвоживания клеток при созревании семян и осмотического стресса во время постпрорастания (Fujita et al., 2011). Он также индуцирует несколько генов, реагирующих на засуху (Fujita et al., 2011). Большинство генов, которые индуцируются АБК, их промоторные области содержат хорошо консервативные G-box-подобные -цис--действующие элементы и обозначаются как ABRE (PyACGTGG/TC) (Mundy et al. , 1990; Busk and Pages, 1998; Хаттори и др., 2002; Чжан и др., 2005 г.; Гомес-Поррас и др., 2007 г.; Маруяма и др., 2012). На рис. 35.2 изображен обобщенный механизм реакции растений в условиях осмотического стресса.

Рисунок 35.2. Обобщенный механизм реакции осмотического стресса у растений. OSP , Белки осмотического стресса; OSRE , Элементы, реагирующие на осмотический стресс; OSRF , факторы, реагирующие на осмотический стресс; OSRG , гены, реагирующие на осмотический стресс.

Источник: Изменено из Upadhyaya, H., Sahoo, L., Panda, S.K., 2013. Молекулярная физиология осмотического стресса у растений. В: Раут, Г.Р., Дас, А.Б. (ред.), Молекулярная физиология стресса растений. Спрингер, Индия, стр. 179–192. Доступно по адресу: https://doi.org/10.1007/978-81-322-0807-5_7.

13.7: Осмотическое давление — Химия LibreTexts

Цели обучения

• Для описания взаимосвязи между концентрацией растворенного вещества и физическими свойствами раствора.
• Понять, что общее количество нелетучих частиц растворенного вещества определяет снижение давления паров, повышение температуры кипения и снижение температуры замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем.

Осмотическое давление — это коллигативное свойство растворов, которое наблюдается с помощью полупроницаемой мембраны, барьера с порами, достаточно маленькими, чтобы пропускать молекулы растворителя, но не молекулы растворенного вещества или ионы. Чистый поток растворителя через полупроницаемую мембрану называется осмосом (от греческого osmós, что означает «толчок»). Чистый поток растворителя всегда направлен от стороны с более низкой концентрацией растворенного вещества к стороне с более высокой концентрацией.

Осмос можно продемонстрировать с помощью U-образной трубки, подобной показанной на рисунке \(\PageIndex{1}\), которая содержит чистую воду в левом рукаве и разбавленный водный раствор глюкозы в правом рукаве.Чистый поток воды через мембрану происходит до тех пор, пока уровни в рукавах в конце концов не перестанут изменяться, что указывает на достижение равновесия. Осмотическое давление (\(\Pi\)) раствора глюкозы представляет собой разницу давлений между двумя сторонами, в данном случае высотой двух столбцов. Хотя полупроницаемая мембрана позволяет молекулам воды проходить в любом направлении, скорость потока в обоих направлениях не одинакова, потому что концентрация воды в двух рукавах не одинакова.Чистый поток воды через мембрану можно предотвратить, приложив к правому плечу давление, равное осмотическому давлению раствора глюкозы.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Осмотическое давление. а) в правое плечо U-образной трубки помещают разбавленный раствор глюкозы в воде, а левое плечо наполняют до той же высоты чистой водой; полупроницаемая мембрана разделяет два плеча. Поскольку поток чистого растворителя через мембрану слева направо (от чистой воды к раствору) больше, чем поток растворителя в обратном направлении, уровень жидкости в правой трубке повышается.(б) В равновесии перепад давления, равный осмотическому давлению раствора (\(\Pi_{soln}\)), уравнивает расход растворителя в обоих направлениях. (c) Приложение внешнего давления, равного осмотическому давлению исходного раствора глюкозы, к жидкости в правом рукаве изменяет направление потока растворителя и восстанавливает исходную ситуацию.

Осмотическое давление раствора зависит от концентрации растворенных частиц растворенного вещества. Осмотическое давление подчиняется закону, напоминающему уравнение идеального газа:

.

\[ \Pi=\dfrac{nRT}{V}=MRT \label{eq1}\]

где

• \(М\) — число молей растворенного вещества в единице объема раствора (т.е., молярность раствора),
• \(R\) — постоянная идеального газа, а
• \(T\) — абсолютная температура.

Как показано в примере \(\PageIndex{1}\), осмотическое давление довольно высокое даже для довольно разбавленных растворов.

Пример \(\PageIndex{1}\): дрожжевые клетки

При помещении в концентрированный солевой раствор некоторые дрожжи способны вырабатывать высокие внутренние концентрации глицерина для противодействия осмотическому давлению окружающей среды. Предположим, что дрожжевые клетки помещены в водный раствор, содержащий 4,0% \(NaCl\) по массе; плотность раствора 1,02 г/мл при 25°С.

Рассчитайте осмотическое давление 4,0% водного раствора \(NaCl\) при 25°С.

Если нормальное осмотическое давление внутри дрожжевой клетки составляет 7,3 атм, что соответствует общей концентрации растворенных частиц 0,30 М, какую концентрацию глицерина должны синтезировать клетки, чтобы точно сбалансировать внешнее осмотическое давление при 25°С?

Дано : концентрация, плотность и температура раствора \(NaCl\); внутреннее осмотическое давление ячейки

Запрашиваемый : осмотическое давление раствора \(NaCl\) и необходимая концентрация глицерина

Стратегия :

1. Рассчитайте молярность раствора \(NaCl\), используя формулу массы растворенного вещества и плотности раствора.Затем рассчитать общую концентрацию растворенных частиц.
2. Используйте уравнение \ref{eq1} для расчета осмотического давления раствора.
3. Вычтите нормальное осмотическое давление клеток из осмотического давления соляного раствора, чтобы получить дополнительное давление, необходимое для их баланса. Используйте уравнение \ref{eq1} для расчета молярности глицерина, необходимого для создания этого осмотического давления.

Решение :

A Раствор содержит 4.0 г \(NaCl\) на 100 г раствора. Используя формулу массы \(NaCl\) (58,44 г/моль) и плотность раствора (1,02 г/мл), можно рассчитать молярность:

\[\begin{align} M_{NaCl} &=\dfrac{моли\; NaCl}{\text{литровый раствор}} \nonumber \\[4pt] &=\left(\dfrac{4.0 \; \cancel{g} \;NaCl}{58,44\; \cancel{g}/mol\; NaCl}\right)\left(\dfrac{1}{100\; \cancel{g \;решение}}\right)\left(\dfrac{1.02\; \cancel{g\; решение}}{1.00\ ; \cancel{mL}\; решение}\right)\left(\dfrac{1000\; \cancel{mL}}{1\; L}\right) \nonumber \\[4pt] &= 0.70\; М\; NaCl \nonumber \end{align} \nonumber\]

Поскольку 1 моль \(NaCl\) образует 2 моля частиц в растворе, общая концентрация растворенных частиц в растворе равна (2)(0,70 М) = 1,4 М.

B Теперь мы можем использовать уравнение \ref{eq1} для расчета осмотического давления раствора:

\[\begin{align*} \Pi &=MRT \\[4pt] &=(1,4 \;моль/л)\left[ 0,0821\; (л⋅атм)/(К⋅моль) \right ] (298\; K) \\[4pt] &= 34 \;атм \end{align*}\]

C Если дрожжевые клетки должны точно сбалансировать внешнее осмотическое давление, они должны производить достаточное количество глицерина, чтобы создать дополнительное внутреннее давление (34 атм — 7.3 атм) = 27 атм. Глицерин является неэлектролитом, поэтому мы можем решить уравнение \ref{eq1} для молярности, соответствующей этому осмотическому давлению:

\[\begin{align*} M &=\dfrac{\Pi}{RT} \\[4pt] &= \dfrac{27\; \cancel{atm}}{[0,0821(L⋅\cancel{atm})/(\cancel{K}⋅моль)] (298 \;\cancel{K})} \\[4pt] &= 1,1 \; М \;глицерин \end{align*}\]

Решая эту задачу, мы могли бы также признать, что осмотическое давление внутри клеток и в растворе может быть одинаковым только в том случае, если концентрации растворенных частиц одинаковы. Нам известно, что нормальная концентрация растворенных частиц в клетках составляет 0,3 М, и мы подсчитали, что раствор NaCl эффективно содержит 1,4 М растворенных частиц. Таким образом, дрожжевые клетки должны синтезировать достаточное количество глицерина, чтобы увеличить внутреннюю концентрацию растворенных частиц с 0,3 М до 1,4 М, т. е. дополнительно 1,1 М концентрации глицерина.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Предположим, что жидкости внутри колбасы содержат примерно 0,80 М растворенных частиц из-за соли и нитрита натрия, используемых для их приготовления.Рассчитайте осмотическое давление внутри колбасы при 100°C, чтобы узнать, почему опытные повара прокалывают полупроницаемую оболочку колбас перед их варкой.

Ответ : 24 атм

Из-за большой величины осмотического давления осмос чрезвычайно важен в биохимии, биологии и медицине. Практически любой барьер, отделяющий организм или клетку от окружающей среды, действует как полупроницаемая мембрана, пропускающая воду, но не пропускающую растворенные вещества. То же самое относится и к компартментам внутри организма или клетки. Некоторые специализированные барьеры, такие как барьеры в почках, немного более проницаемы и используют родственный процесс, называемый диализом, который позволяет проходить как воде, так и небольшим молекулам, но не крупным молекулам, таким как белки.

Тот же принцип уже давно используется для сохранения фруктов и их основных витаминов в течение долгой зимы. Высокие концентрации сахара используются в джемах и желе не только для сладости, но и потому, что они значительно повышают осмотическое давление.Таким образом, любые бактерии, не убитые в процессе приготовления, обезвоживаются, что препятствует их размножению в богатой для роста бактерий среде. Аналогичный процесс с использованием соли предотвращает рост бактерий в ветчине, беконе, соленой свинине, соленой треске и других мясных консервах. Влияние осмотического давления ярко показано на рисунке \(\PageIndex{2}\), на котором показано, что происходит, когда эритроциты помещают в раствор, осмотическое давление которого намного ниже или намного выше, чем внутреннее давление клеток.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Влияние на эритроциты осмотического давления окружающего раствора. а) Когда эритроциты помещают в разбавленный солевой раствор с таким же осмотическим давлением, что и внутриклеточная жидкость, скорость потока воды в клетки и из клеток одинакова, а их форма не меняется. б) при помещении клеток в дистиллированную воду, осмотическое давление которой меньше осмотического давления внутриклеточной жидкости, скорость притока воды в клетки больше, чем скорость оттока из клеток.Клетки набухают и в конце концов лопаются. в) при помещении клеток в концентрированный солевой раствор с осмотическим давлением, превышающим осмотическое давление внутриклеточной жидкости, скорость оттока воды из клеток больше, чем скорость поступления воды в клетки. Клетки сморщиваются и настолько деформируются, что не могут функционировать.

Помимо капиллярного действия, деревья используют осмотическое давление для переноса воды и других питательных веществ от корней к верхним ветвям. Испарение воды с листьев приводит к локальному увеличению концентрации солей, что создает осмотическое давление, подталкивающее воду вверх по стволу дерева к листьям.

Наконец, процесс обратного осмоса можно использовать для получения чистой воды из морской воды. Как схематично показано на рисунке \(\PageIndex{3}\), приложение высокого давления к морской воде заставляет молекулы воды течь через полупроницаемую мембрану, которая отделяет чистую воду от раствора, оставляя растворенную соль позади. Крупномасштабные опреснительные установки, которые могут производить сотни тысяч галлонов пресной воды в день, распространены в пустынных землях Ближнего Востока, где они обеспечивают большую часть пресной воды, необходимой населению.Подобные объекты сейчас используются для снабжения пресной водой южной Калифорнии. Небольшие ручные установки обратного осмоса могут производить примерно 5 литров пресной воды в час, что достаточно для поддержания жизни 25 человек, и в настоящее время являются стандартным оборудованием на спасательных шлюпках ВМС США.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Опреснение морской воды методом обратного осмоса. (вверху) Когда давление, приложенное к морской воде, равно ее осмотическому давлению (\(\Pi_{soln}\)) , чистый поток воды через полупроницаемую мембрану отсутствует.(внизу) Приложение давления, превышающего осмотическое давление морской воды, заставляет молекулы воды течь через мембрану, оставляя после себя концентрированный раствор соли. В опреснительных установках морская вода непрерывно подается под давлением и собирается чистая вода, поэтому процесс продолжается бесконечно.

Резюме

Когда раствор и чистый растворитель разделены полупроницаемой мембраной, барьером, который пропускает молекулы растворителя, но не молекулы растворенного вещества, поток растворителя в противоположных направлениях неодинаков и создает осмотическое давление, которое представляет собой разность давлений. между двумя сторонами мембраны.Осмос — это чистый поток растворителя через такую ​​мембрану из-за различных концентраций растворенного вещества. В диализе используется полупроницаемая мембрана с порами, которые пропускают только небольшие молекулы растворенного вещества и молекулы растворителя.

Осмотическое давление: определение и формула — видео и расшифровка урока

Как рассчитывается осмотическое давление?

Осмотическое давление можно определить с помощью приведенного здесь уравнения.

Осмотическое давление зависит от концентрации и температуры.

Концентрация растворенного вещества и температура влияют на величину давления, создаваемого движением воды через мембрану. Более высокие концентрации и более высокие температуры увеличивают осмотическое давление.

На осмос также влияет то, как растворенное вещество ведет себя в воде, и именно здесь вступает в действие фактор Вант-Гоффа. В основном, Коэффициент Вант-Гоффа растворенного вещества определяется тем, остается ли растворенное вещество вместе или распадается. отдельно в воде.Некоторые растворенные вещества распадаются и образуют ионов или заряженных атомов в воде. Как показано здесь, поваренная соль NaCl образует в воде ионы натрия (Na+) и хлора (Cl-). Фактор Вант-Гоффа NaCl равен двум, потому что он распадается на два иона.

При помещении в воду некоторые молекулы, такие как сахароза, остаются вместе и не образуют ионов. Поскольку сахароза не распадается на ионы, ее коэффициент Вант-Гоффа равен 1.

Примеры задач

Каково осмотическое давление для 0.5 М раствор сахарозы при 300 К (27°С), когда сахароза имеет фактор Вант-Гоффа 1?

Все, что вам нужно сделать, это подставить то, что вы знаете, в уравнение для определения осмотического давления, которое очень просто (pi).

• i будет 1, так как сахароза не образует ионов в воде
• М будет равно 0,5 моль/л или той концентрации сахарозы, которую вы используете.
• R – постоянная идеального газа 0,08206 л атм/моль K
• Т 300 К
• Поскольку все остальные единицы компенсируют друг друга, осмотическое давление измеряется в атм.

Попробуем еще. Какая концентрация NaCl необходима, чтобы иметь осмотическое давление 12,309 атм при 300К? Фактор Вант-Гоффа для NaCl равен 2.

Вы подставили бы то, что знаете, в уравнение, а затем нашли бы М или концентрацию.

• Пи = 12,309
• i будет 2, так как NaCl образует ионы Na и Cl в воде.
• М неизвестно
• R – постоянная идеального газа 0,08206 л атм/моль K
• Т 300 К

Потребуется только 0.25 М соли для достижения осмотического давления 12,309. Несмотря на то, что концентрация NaCl ниже при 0,25 М, общее количество частиц, растворенных в растворе, такое же, как и в 0,5 М растворе сахарозы. Скорость осмоса определяется общим количеством частиц, растворенных в воде.

Краткий обзор урока

Осмотическое давление возникает, когда два раствора с разными концентрациями разделены мембраной. Осмотическое давление заставляет воду переходить в раствор с наибольшей концентрацией. Уравнение для осмотического давления: pi = i MRT. Чем выше концентрация (М) или температура (Т) раствора, тем выше осмотическое давление.

Осмотическое давление Словарь и определения

• Осмос : движение воды из области с низкой концентрацией растворенного вещества в область с более высокой концентрацией растворенного вещества
• Осмотическое давление : давление, создаваемое водой, проходящей через мембрану вследствие осмоса
• Фактор Вант-Гоффа : определяется тем, остается ли растворенное вещество вместе или распадается в воде
• Ионы : заряженные атомы

Результаты обучения

После завершения этого урока учащиеся должны уметь:

• Давать определение осмосу
• Опишите, что такое осмотическое давление
• Объясните, как определить осмотическое давление, используя соответствующую формулу

Осмос и осмотическое давление

Это упражнение предоставит дополнительные задачи, касающиеся осмотического давления, чтобы попрактиковаться в расчетах и ​​понимании осмоса. Решения задач включены, чтобы помочь в расчетах, если это необходимо.

Материалы

Ручка или карандаш

Бумага

Калькулятор

Вопросы

1. Определите осмотическое давление раствора, содержащего 5,0 г глюкозы в 10,0 л раствора при 24 градусах Цельсия.

2. Каково осмотическое давление 2,0 М раствора NaCl при 30°С?

3. Небольшое количество (0,005 г) неизвестного белкового соединения растворяется в 10.0 мл раствора. Осмотическое давление составляет 0,05 атм при 25 градусах Цельсия. Какова молярная масса неизвестного соединения?

Решения

1.

i = 1, так как глюкоза останется в 1 компоненте

молярная масса глюкозы = 180,18 г/моль

Молярность глюкозы = 5 разделить на 180,18 * 10,0 = 0,003 М

R = 0,0821 л атм/К моль

Т = 24 + 273 = 297 К

Пи = 0,003 * 0,0821 * 297 * 1

2.

i = 2, так как NaCl диссоциирует на 2 компонента

М = 2 М

Р = 0. 0821 л атм/К моль

Т = 30 + 273 = 303 К

Пи = 2 * 2 * 0,0821 * 303

Пи = 2 * 2 * 0,0821 * 303 = 99,5 атм.

3.

i = 1, так как белок не диссоциирует

R = 0,0821 л атм/К моль

Т = 25 + 273 = 298 К

Пи = 0,05 атм.

Масса соединения

= 0,005 г

Объем = 10/1000 = 0,010 л

молярная масса = (0,005 * 0,0821 * 298 * 1)/(0,05 * 0,010)

молярная масса = 244 г/моль

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Осмотическое давление | Encyclopedia.com

oxford

просмотров обновлено 29 мая 2018 г. осмотическое давление Давление, которое необходимо для предотвращения прохождения воды или другого чистого растворителя через полупроницаемую мембрану, отделяющую растворитель от раствора. Осмотическое давление повышается с увеличением концентрации раствора. Если два раствора различных веществ или концентраций разделены полупроницаемой мембраной, растворитель будет перемещаться, чтобы выровнять осмотическое давление в системе. Концепция была в значительной степени заменена концепцией водного потенциала. Осмотическое давление решение.Осмотическое давление повышается с увеличением концентрации раствора. Если два раствора различных веществ или концентраций разделены полупроницаемой мембраной, растворитель будет перемещаться, чтобы выровнять осмотическое давление в системе.

Словарь наук о растениях МАЙКЛ АЛЛАБИ

oxford

просмотров обновлено 17 мая 2018 г. осмотическое давление Давление, необходимое для предотвращения прохождения воды или другого чистого растворителя через полупроницаемую мембрану, отделяющую растворитель от раствора .Осмотическое давление повышается с увеличением концентрации раствора. Если два раствора различных веществ или концентраций разделены полупроницаемой мембраной, растворитель будет перемещаться, чтобы выровнять осмотическое давление в системе. Осмотическое давление более высокая концентрация путем осмоса.

Словарь пищевых продуктов и питания ДЭВИД А. БЕНДЕР

oxford

просмотров обновлено 27 июня 2018 г. осмотическое давление n. давление, при котором вода втягивается в раствор через полупроницаемую мембрану; чем концентрированнее раствор, тем больше его осмотическое давление.

Словарь по сестринскому делу

oxford

просмотров обновлено 29 мая 2018 г. давление, осмотическое См. осмотическое давление.

Словарь пищевых продуктов и питания ДЭВИД А. БЕНДЕР

Эксперимент 5A Осмотическое давление | лаборатория05 | Виртуальный край| Molb 2021

Предыстория и введение:

Осмотическое давление – это сила, с которой вода действует на полупроницаемую мембрану (плазматическую мембрану), окружающую клетку. Вода перемещается через плазматическую мембрану в ответ на неравномерное распределение растворенных веществ в окружающей среде. Когда микроорганизм помещают в гипотоническую среду/среду, в которой концентрация растворенного вещества вне клетки ниже, чем внутри клетки, вода поступает в клетку.Если этот приток воды не контролировать, клетка может в конечном итоге лопнуть. Большинство бактерий, водорослей и грибов имеют жесткие клеточные стенки, что позволяет им переносить и даже наслаждаться несколько гипотонической средой. Многие микроорганизмы поддерживают несколько более высокую концентрацию растворенных веществ в своей протоплазме, синтезируя растворенные вещества, совместимые с их метаболизмом и ростом, таким образом удерживая свою мембрану плотно прижатой к клеточной стенке. Напротив, когда микроорганизмы помещаются в гипертоническую среду , где концентрация растворенного вещества выше вне клетки, клетка теряет воду, что приводит к обезвоживанию, усадке плазматической мембраны и, в конечном итоге, к гибели.Это процесс, известный как плазмолиз .

Как видно, осмотическая концентрация среды влияет на воду, доступную микроорганизму. Чем выше концентрация растворенных веществ в окружающей среде, тем менее доступна вода. Некоторые прокариоты могут поддерживать доступность воды в среде с высокой концентрацией растворенного вещества (гипертоническая среда) за счет увеличения концентрации растворенного вещества внутри клетки. Микроорганизмы, которые могут это делать и, таким образом, переносят гипертоническую среду, являются осмотолерантными .Осмотолерантные бактерии, такие как Staphylococcus aureus , могут расти в самых разных средах с различным осмотическим давлением. Фактически, эти бактерии можно культивировать в среде, содержащей хлорид натрия (NaCl) с концентрацией до 3М.

Некоторым бактериям особенно необходима среда с высокой концентрацией хлорида натрия. Эти организмы называются галофилами.  

Процедура

Процедура осмотического давления ( NaCl ) : 

Все четыре организма будут проверены на рост на средах, содержащих различные концентрации NaCl: 0. 5%, 7,5%, 20% и 25%.

Тестовые организмы:

Saccharomyces cerevisiae
Staphylococcus aureus
Escherichia coli
Halobacterium 5 0 109080

Соберите по 1 каждой из следующих чашек:
TSA + 0,5% NaCl
TSA + 7,5% NaCl (= маннитол-солевой агар, красный)
TSA + 20% NaCl
TSA + 25% NaCl
2. На дне чашки тарелки, используйте маркер, чтобы разделить их на 4 квадранта, как показано ниже.
Пометьте каждый квадрант одним из тестируемых микроорганизмов. Также пометьте дно чашек своими инициалами, лабораторным разделом и концентрацией NaCl в чашке. Всего будет 4 тарелки.

3. Выполните процедуру Инокуляции организмов в четыре квадранта.
4. Повторите процедуру для всех четырех организмов. Разметьте их штрихами в соответствующих квадрантах.
5. Повторите процедуру инокуляции, как описано в видео, для оставшихся 3 чашек.
6. Переверните планшеты и инкубируйте при 37°C в течение 24–48 часов.

 

Осмотическое давление (сахароза):

Все четыре микроорганизма будут проверены на рост на среде, содержащей различные концентрации сахарозы: 0,5 %, 10 %, 25 % и 50 %.

Тест-организмы:
Saccharomyces cerevisiae
Staphylococcus aureus
Escherichia coli
Halobacterium salinarium 5 0

1.Соберите по 1 каждой из следующих чашек:
TSA + 0,5 % сахарозы
TSA + 10 % сахарозы
TSA + 25 % сахарозы
TSA + 50 % сахарозы
2. На дне чашек используйте маркер, чтобы разделить их на 4 квадранта, как показано ниже.
Пометьте каждый квадрант одним из тестируемых микроорганизмов. Также пометьте дно чашек своими инициалами, лабораторным разделом и концентрацией сахарозы в чашке. Всего будет 4 тарелки.

3. Выполните процедуру Инокуляции организмов в четыре квадранта.
4. Повторите процедуру для всех четырех организмов. Разметьте их штрихами в соответствующих квадрантах.
5. Повторите процедуру инокуляции, как описано в видео, для оставшихся 3 чашек.
6. Переверните планшеты и инкубируйте при 37°C в течение 24–48 часов.

Результаты

NaCl

Наблюдайте и сравнивайте рост каждого организма на 0,5%, 7,5%, 20%, 25% NaCl

Сахароза

Наблюдайте и сравнивайте рост каждого организма на 0.5%, 10%, 20%, 50% сахароза.

Осмотическое давление или осмотическое всасывание?

Часто предполагалось, что открытие Вант-Гоффа, согласно которому простой газовый закон PV = RT может быть применен к осмотическому давлению разбавленных растворов, оправдывает мнение о том, что осмотическое давление вызывается бомбардировкой мембрану, проницаемую для молекул растворенного вещества, подобно тому как давление газа возникает при бомбардировке содержащего его сосуда быстро движущимися молекулами газа. Недавнее изложение этой точки зрения проф.Эренфест в Proceedings of the Amsterdam Academy (vol. xvii., pp. 1241-1245) получил ответ от проф. J. J. van Laar { ibid., vol. xviii., pp. 184-190), которую с большим интересом прочитают все те, кто видел в механизме осмоса еще более трудную задачу, чем задача выражения величины осмотического давления с помощью математической формулы. . Ответ профессора ван Лаара имеет исключительную ценность, поскольку он демонстрирует неадекватность газовой аналогии с термодинамической точки зрения и, таким образом, ставит под сомнение простую кинетическую теорию осмоса в том, что обычно считается ее самым сильным основанием.Осмотическое давление можно выразить, по Ван Лаару, уравнением, где х — молекулярная концентрация растворенного вещества, а — «влияющий» коэффициент, выражающий последствия взаимодействия молекул растворителя с таковые растворенного вещества. Логарифмический член является существенной особенностью термодинамического уравнения, и настоятельно рекомендуется отвергнуть все кинетические теории, которые приводят к выражениям без логарифмического члена. Уравнение термодинамики, правда, приводит к выражению для разбавленных растворов, идентичному выражению Вант-Гоффа. Но на практике оказывается, что в более концентрированных растворах возникают отклонения, значительно меньшие, чем для неидеальных газов. Таким образом, мы можем предположить, что так называемое осмотическое давление имеет совершенно иное основание, чем то, которое предполагает применение Вант-Гоффом газового уравнения, и что здесь нет тесной связи, а просто аналогия. Если бы осмотическое давление действительно было вызвано давлением растворенного вещества, как предполагает Эренфест, возрождая старую теорию, то давление молекул сахара на полупроницаемую мембрану, по мнению ван Лаара, вызывало бы обратный эффект. что реально наблюдается.Вода не будет проходить из чистого растворителя через мембрану в раствор, что приведет к возникновению гидростатического давления в осмометре; но, наоборот, поток воды внутрь был бы остановлен, так как давление в растворе с самого начала было бы больше, чем в чистой воде.