Presiunea osmotică este

Presiunea osmotică - presiunea asupra soluției separate de solvent pur printr-o membrană semipermeabilă, cu osmoza rom terminat, adică trecerea moleculelor de solvent în soluție prin separarea membranei semipermeabile sau deplasarea moleculelor de solvent printr-o membrană semipermeabilă dintr-o soluție mai concentrată, la soluția.., mai concentrat. Membranele semipermeabile sunt filme naturale sau artificiale care sunt permeabile numai pentru moleculele de solvenți (de exemplu apă) și nu sunt permeabile la moleculele unei substanțe dizolvate. Osmoza și O. d. Juca un rol important în menținerea concentrației substanțelor dizolvate în fluidele corpului, în particular, este necesar fiziologic nivel, și, prin urmare, în distribuția apei între țesuturi și celule. Atunci când studiază celule și țesuturi izolate, este important ca mediul de cultură artificială să fie izotonic cu mediul natural. Odată cu introducerea în corp a diferitelor tipuri de fluide, cele mai mici perturbări sunt cauzate de soluțiile cu O. de. Egal la O. din fluidele corpului.

Măsurarea lui O. (Osmometrie) găsește o aplicație largă pentru definirea unui dig. greutate (masă) a agenților macromoleculari biologic activi, cum ar fi proteine, carbohidrați, nucleic-vă și colab. Măsurarea O. d. produse folosind dispozitive numite Osmometre (Fig.). Numărul de molecule de apă care se ciocnesc de pe partea de apă cu o membrană semipermeabilă formată din cupru ferosergic este mai mare decât numărul de molecule de apă care se ciocnesc cu această membrană din partea p-ra, deoarece concentrația moleculelor de apă din p-re este mai mică decât în ​​apa pură. Ca urmare, apare osmoza și apare o presiune hidrostatică excesivă asupra soluției, sub acțiunea căreia crește viteza de tranziție a moleculelor de apă prin membrană în apă pură. Dacă presiunea excesivă asupra pp atinge o valoare egală cu O. g. R-ra, numărul de molecule de apă care trece prin membrană în ambele direcții devine, opriri osmoza egale și între p set și un solvent pe ambele părți ale semipermeabila membrana, echilibrul osmotic este stabilit. Astfel, presiunea osmotică apare numai în cazul în care soluția și solventul sunt separate unul de altul printr-o membrană semipermeabilă.

A. Celulele sau țesuturile izolate sunt măsurate cel mai ușor prin plasmoliză. Pentru a face acest lucru, obiectele studiate sunt plasate în soluții cu diferite concentrații ale unei substanțe, în legătură cu care membrana celulară este impenetrabilă. Soluții cu O. d. Mai mari decât O. d. Conținutul celular (soluții hipertonice) provoacă înrădăcinarea celulelor - plasmoliză datorită transferului de apă din celulă la rr. Soluții cu O. Mai mică decât O. Din conținutul celulelor (soluții hipotonice), provoacă creșterea volumului de celule ca urmare a trecerii apei din soluție într-o celulă. Soluții cu O. de., Egale cu O. Din conținutul celulelor (soluții izotonice), nu provoacă schimbarea volumului de celule. Cunoscând concentrația unui astfel de p-ra, calculează-l O. d.; aceeași va fi valoarea O. d. și a conținutului celulelor. Un factor important care determină trecerea apei prin membrana celulară, în special în stadiul inițial al procesului, poate fi potențialul membranei, care determină mișcarea electroosmotică a apei prin peretele celular așa-numit. anormal de osmoză (a se vedea electroosmoza). În astfel de cazuri, măsurarea O. utilizând metoda plasmolizării este inexactă.

Determinarea O. d. P-moat care conține substanțe cu greutate moleculară mică pentru care este dificil să se prepare o membrană impermeabilă, produse prin metode indirecte, de obicei, prin măsurarea punctului de congelare depresiune r-ra (cm. Cryometry).

J. van't Hoff a arătat că O. d rarefiate nonelectrolytes p moat se supune legilor stabilite pentru presiunea gazului (cm.), Și poate fi calculată printr-o ecuație similară cu ecuația gazelor Mendeleev-Clapeyron.:

unde π este presiunea osmotică, v este volumul soluției în l, n este numărul de moli al solului non-electrolitic, T este temperatura pe scară absolută, R este o constantă, valoarea numerică este aceeași ca și pentru gaze (R pentru gaze egale cu 82,05 * 10 -3 l-atm / deg-mol).

Ecuația de mai sus este o expresie matematică a legii Van't Hoff: O. d. P-ra diluat este egal cu presiunea, care ar produce o substanță dizolvată, fiind într-o stare gazoasă și ocupând un volum egal cu volumul p-ra la aceeași temperatură. Introducând concentrația molară în ecuație - с = n v, obținem π = c * RT.

O.D de soluție de electroliți este mai mare decât O.D de soluție non-electrolitică de aceeași concentrație molară. Acest lucru se explică prin disocierea moleculelor de electroliți în p-re în ioni, ca urmare a creșterii concentrației de particule active din punct de vedere cinetic, a valorii O.d.

Numărul i, care indică de câte ori O. din soluția (de) a electrolitului este mai mare decât O. din (l) din soluția unui non-electrolitic cu aceeași concentrație molară, se numește coeficientul izotonic Van't Hoff:

Valoarea numerică a lui i depinde de natura electrolitului și de concentrația lui în p-re. Pentru electroliții slabi, valoarea lui i poate fi calculată prin formula:

unde a este gradul de disociere a electrolitului și N este numărul de ioni în care se descompune o moleculă de electroliți. Pentru soluțiile diluate de electroliți puternici pot fi luate egale cu N.

Din cele de mai sus rezultă că O. d. Din soluția de electroliți se poate calcula prin ecuația:

unde c este concentrația molară.

Dacă p-re, în afară de substanțele solubile cu greutate moleculară mică, conțin substanțe moleculare înalte (coloizi), atunci O. d., Datorită substanțelor moleculare înalte, se numește, la propunerea lui H. Schade, presiunea oncotică sau coloid-osmotică.

Plasma sanguină umană este în mod normal egală cu 7,6 atm, presiunea oncotică, datorată în principal proteinelor plasmatice, este de numai 0,03-0,04 atm. Tensiunea oncotică, în ciuda valorii mici, comparativ cu cea generală O. d. Din plasmă sanguină, joacă un rol important în distribuția apei între sânge și țesuturi ale corpului.

Mulți biopolimeri, de exemplu, proteine, acizi nucleici etc., fiind polielectroliți, atunci când sunt disociați într-un p-re, formează ioni multipli încărcați (polioni) ai unui mol mare. greutăți (mase), pentru care membrana osmometrică este impenetrabilă, iar ionii obișnuiți de dimensiuni mici trec printr-o membrană semipermeabilă. În cazul în care p-D umplerea osmometru conținut polielectrolit, ionii cu greutate moleculară mică prin difuziune membrana sunt distribuite neuniform pe ambele părți ale membranei (cm. Echilibrul membranei). Presiunea excesivă de hidrostatic observată în osmometru va fi πБ = πБ + π1 - π2, unde πБ - О. д, datorată biopolimerului, și π1 și π2 - О. д. În cazul unui electrolit mic-molecular situat într-o celulă osmotică și într- în consecință. Atunci când se măsoară punțile de O. de biopolimeri, este necesar să se ia în considerare posibilitatea distribuirii neuniforme a electroliților cu masă moleculară mică pe ambele laturi ale membranei osmometrice semipermeabile sau să se facă măsurători cu un exces suficient de electrolit cu masă moleculară mică introdus în bp al biopolimerului. În acest caz, electrolitul cu greutate moleculară mică este distribuit aproape uniform pe ambele părți ale membranei semipermeabile, cu = π1 = π2 și πБ = πН.

osmoreglarea

Combinația de mecanisme care asigură menținerea O. în fluidele corpului la nivelul optim pentru metabolism se numește osmoregulare. Obținerea informațiilor din zonele receptorilor despre modificarea vopselei de sânge O, q. n. a. include un număr de mecanisme care returnează sistemul la starea optimă pentru organism. Incluziunea are loc în două moduri: nervos și umoral. Abaterea dimensiunii O. de la un nivel optim este capturată într-un organism de către receptorii osmoreceptori (vezi), în timp ce locul central ocupă osmoreceptorii centrali localizați în kernelurile supraopticice și paraventriculare ale unui hipotalamus.

Celulele nucleului supraoptic al hipotalamusului pot secreta hormonul antidiuretic (ADH), de-a lungul axonilor acestor celule se muta în neurohidrofiză, unde se acumulează și se eliberează în circulația generală (vezi Vasopressin). ADH afectează reabsorbția apei în nefronul distal și poate cauza o îngustare a lumenului vascular. Semnalele aferente care reglează secreția de ADH intră în hipotalamus de la receptorii volumetrici (volumoreceptorii) atriumului stâng, de la receptorii arcului aortic, de la osmoreceptorii arterei carotide interne, de la receptorii barotid și de la chimioreceptorii sinusului carotidic. Creșterea în O. a fluidului extracelular determină o creștere a secreției ADH atât prin presiunea osmotică în sine, cât și prin reducerea volumului de fluid extracelular în timpul deshidratării corpului. Astfel, alocarea ADH este influențată de două sisteme de alarmă: o alarmă de la osmoreceptori și o alarmă de la baroreceptori și receptori de volum. Cu toate acestea, principala legătură în reglarea secreției ADH este totuși O. e. Din plasmă de sânge care acționează asupra osmoreceptorilor hipotalamusului.

Un rol deosebit în menținerea fiziolului. Valorile O. d. Aparțin ionilor de sodiu (vezi). Deshidratarea apare tocmai în legătură cu modificarea conținutului de ioni de Na +. Când deshidratarea datorită modificărilor conținutului de ioni de Na + reduce volumul sanguin arterial și interstițiale volyumoretseptorami impulsuri fluide inregistrate de cai nervoase k ryh ajunge n diviziuni. n. satul, care reglează eliberarea unuia dintre hormonii mineralocorticoizi - aldosteron (vezi), to-ry crește reabsorbția de sodiu. Reglarea centrală a secreției de aldosteron se realizează prin factorul de eliberare a adrenocorticotropinei (factorul de eliberare a ACTH) care reglează secreția hormonului adrenocorticotropic (ACTH) format de glanda pituitară anterioară (vezi Hormonul adrenocorticotropic). Există o opinie că, împreună cu efectul ACTH asupra secreției de aldosteron, există un centru special pentru reglarea secreției de aldosteron localizat în midbrain. Aici se produce impulsarea aferentă atunci când volumul fluidului intercelular scade ca urmare a modificărilor în conținutul de ioni de sodiu. reglarea celulelor centru secreției de aldosteron în neurosecretion capabil mezencefal - un hormon produs în glanda pineala merge în cazul în care se acumulează și eliberat în fluxul sanguin. Acest hormon se numește adrenoglomerotropina (AGTG).

Secreția ADH și a aldosteronului poate fi, de asemenea, reglată de angiotensină (vezi), aparent prin acțiunea sa asupra unor receptori specifici ai neuronilor hipotalamici. Sistemul renină-angiotensină al rinichilor poate acționa ca o zonă receptor-volum care reacționează la o schimbare a fluxului sanguin renal.

Pentru a normaliza modificat O. d. De asemenea, afecta urinare (vezi. Diureză) fluid de schimb transcapillary și ioni (vezi. Apă și schimb de sare), transpirație (cm.) Selectarea lichidului prin plamani (aerul expirat este pierdut noaptea 350-400 ml de apă) și eliberarea de lichid prin plecare. (100-200 ml de apă se pierde cu fecale).

Sângele însuși posedă capacitatea de a normaliza O. Ea poate îndeplini rolul tamponului osmotic în toate posibilele schimbări, atât față de hipertensiunea osmotică, cât și față de hipotensiunea arterială. Aparent, această funcție a sângelui este asociată, în primul rând, cu redistribuirea ionilor între plasmă și celulele roșii și, în al doilea rând, cu capacitatea proteinelor plasmatice de a lega sau elibera ioni.

Atunci când reducerea organism de apă sau aborda raportul normale între apă și săruri minerale (Ch. Arr. Clorură de sodiu) apare sete (cm.), Satisfacția unui roi ajută la menținerea cul.

nivelul echilibrului de apă și echilibrul electrolitic în organism (vezi homeostazia).

Bibliografie: NV Bladergren Chimie fizică în medicină și biologie, trans. cu el. 102 și colab., M., 1951; RG Wagner. Definiția presiunii osmotice, în cartea: Fizich. metode de chimie organică, ed. A. Weisberger, trans. de la engleză, t. 1, p. 270, M., 1950, bibliogr.; Ginetsinsky A. G. Mecanisme fiziologice ale echilibrului apă-sare, M. - JI., 1963; Gubanov N. I. și Utepbergenov A. A. Biofizica medicală, p. 149, M., 1978; H a-t despre h și N. Yu V. Funcția de reglare a ionilor unui rinichi, D., 1976; S tp și e-va X. K. Mecanismele extrarenale de osmoregulare, Alma-Ata, 1971, bibliogr.; Williams V. și Williams X. Chimia fizică pentru biologi, trans. din engleză, cu. 146, M., 1976; Fiziologia rinichilor, ed. Yu V. Natochina, JI., 1972; Andersson B. Reglementarea aportului de apă, Physiol. Rev. v. 58, p. 582, 1978, bibliogr.

V. P. Mishin; S. A. Osipovsky (Phys.).

Enciclopedii medicale - presiune osmotică

Dicționare înrudite

Presiunea osmotică

Presiunea osmotică - presiunea pe o soluție separată de un solvent pur printr-o membrană permeabilă numai la moleculele de solvent (membrana semipermeabilă), la care se oprește osmoza. Osmoza se referă la penetrarea (difuzarea) spontană a moleculelor de solvent printr-o membrană semipermeabilă într-o soluție sau dintr-o soluție cu o concentrație mai mică într-o soluție cu o concentrație mai mare.

Presiunea osmotică este măsurată cu osmometre. Schema celui mai simplu osmometru este prezentată în figură.

Circuit osmometru: 1 - apă; 2 - sac celofan (semipermeabil); 3 - soluție; 4 - tub de sticlă; h - înălțimea coloanei de lichid (o măsură a presiunii osmotice).

Filmele din celofan, collodion etc. sunt utilizate ca membrane semipermeabile.

Presiunea osmotică a soluțiilor diluate de non-electroliți la o temperatură constantă este proporțională cu concentrația molară a soluției și la o concentrație constantă la temperatura absolută. Soluțiile cu presiune osmotică egală sunt numite izotonice. O soluție cu o presiune osmotică ridicată se numește hipertonică, iar cu una mai mică se numește hipotonic.

Osmoza și presiunea osmotică joacă un rol important în schimbul de apă între celule și mediul lor. Presiunea osmotică a sângelui unei persoane este, în mod normal, de 7,7 atm și este determinată de concentrația totală a tuturor substanțelor dizolvate în plasmă. O parte din presiunea osmotică a sângelui, determinată de concentrația proteinelor plasmatice și egală în norma de 0,03-0,04 atm, se numește presiune oncotică. Tensiunea oncotică joacă un rol semnificativ în distribuția apei între sânge și limf.

Vedeți de asemenea soluții de dializă, izotonice. Electroliti.

Presiunea osmotică este presiunea externă asupra soluției, separată de solventul pur printr-o membrană semipermeabilă, la care se oprește osmoza. Osmoza numit-o modalitate de difuzie a solventului în soluție prin separarea membranei semipermeabile (pergament, pelicula cu bule de animale de colodiu, celofan). Astfel de membrane sunt permeabile la solvenți, dar nu permit ca soluțiile să treacă. Osmoza este de asemenea observată atunci când o membrană semipermeabilă separă două soluții cu concentrații diferite, în timp ce solventul se deplasează prin membrană dintr-o soluție mai puțin concentrată într-o soluție mai concentrată. Mărimea presiunii osmotice a soluției este determinată de concentrația particulelor active din punct de vedere cinetic (molecule, ioni, particule coloidale).

Măsurarea O trebuie efectuată utilizând instrumente numite osmometre. Schema celui mai simplu osmometru este prezentată în fig. Vasul 1 umplut cu soluția de testare, a cărui fund este o membrană semipermeabilă, este imersată în vasul 2 cu un solvent pur. Datorită osmozelor, solventul va trece în vasul 1 până când presiunea hidrostatică excesivă, măsurată printr-o coloană de lichid cu înălțimea h, atinge valoarea, cu încetarea osmoză. Astfel, între soluția de solvent și echilibrul osmotic este stabilit, caracterizat prin egalitatea de viteze de trecere a moleculelor de solvent printr-o membrană semipermeabilă într-o soluție și moleculele de solvent în soluție. Presiunea hidrostatică în exces a coloanei de lichid cu înălțimea h este o măsură a O. soluției. O. Soluțiile sunt adesea produse printr-o metodă indirectă, de exemplu, prin măsurarea scăderii punctului de îngheț al soluțiilor (vezi Cryometrie). Această metodă este utilizată pe scară largă pentru a determina fluxul sanguin O, plasma sanguină, limfa, urină.

Presiunea osmotică a celulelor izolate este măsurată prin plasmoliză. În acest scop, celulele studiate sunt plasate în soluții cu concentrații diferite ale oricărui solvent, pentru care peretele celular este impenetrabil. Soluții cu O. d. Mai mare decât O. d. Conținutul celular (soluții hipertonice), provoacă înrăutățirea celulelor (plasmoliză) datorită eliberării apei din celulă, soluții

cu O. mai mică decât O. din conținutul celulei (soluții hipotonice), determină umflarea celulelor ca urmare a trecerii apei din soluții într-o celulă. Soluția cu O. de., Egală cu O. din Conținutul celulelor - izotonic (vezi soluțiile izotonice), nu face schimbarea volumului unei celule. Cunoscând concentrația unei astfel de soluții, O. din conținutul celular se calculează prin ecuația (1).

O. d. Soluțiile diluate de non-electroliți respectă legile stabilite pentru presiunea gazului și pot fi calculate utilizând ecuația lui van't Hoff:

unde n este presiunea osmotică, s este concentrația soluției (în moli la 1 l din soluție), T este temperatura pe o scară absolută, R este constantă (0,08205 l · atm / deg.mol).

O. d. Soluția de electroliți este mai mare decât O. d. Soluție non-electrolitică de aceeași concentrație molară. Aceasta se datorează disocierii moleculelor de electrolit dizolvat în ioni, ca urmare a creșterii concentrației de particule active din punct de vedere cinetic în soluție. O. d. Pentru soluțiile diluate de electroliți se calculează prin ecuația:

unde i este coeficientul izotonic, care arată de câte ori O. din soluția de electrolit este mai mare decât O. din soluția non-electrolitică a aceleiași concentrații moleculare.

În general, sângele uman este egal cu 7 - 8 atm. Partea O. a sângelui cauzată de substanțele moleculare mari conținute în acesta (în principal proteinele plasmatice) se numește presiune oncotică sau osmotică coloidală a sângelui, care în mod normal este egală cu 0,03-0,04 atm. În ciuda valorii mici, presiunea oncotică joacă un rol important în reglementarea schimbului de apă între sistemul circulator și țesuturi. Măsurătorile lui O. ar trebui utilizate pe scară largă pentru a determina greutatea moleculară a substanțelor biologic importante de mare moleculă, cum ar fi proteinele. Osmoza și presiunea osmotică joacă un rol important în procesele de osmoregulare, adică în menținerea concentrației osmotice a substanțelor dizolvate în fluidele corpului la un anumit nivel. Odată cu introducerea diferitelor tipuri de fluide în sânge și în spațiul extracelular, soluțiile izotonice, adică soluțiile, O. din care sunt egale cu O, ale lichidului corporal provoacă cea mai mică perturbare a corpului. Vezi și Permeabilitatea.

Presiunea osmotică la om

Tensiunea arterială osmotică este o presiune care promovează penetrarea unui solvent apos printr-o membrană semipermeabilă spre o compoziție mai concentrată.

Datorită acestui fapt, schimbul de apă între țesuturi și sânge are loc în corpul uman. Acesta poate fi măsurat utilizând un osmometru sau crioscopic.

Ce determină valoarea osmotică

Acest indicator este influențat de numărul de electroliți și non-electroliți dizolvați în plasma sanguină. Cel puțin 60% este clorura de sodiu ionizată. Soluțiile a căror presiune osmotică se apropie de presiunea plasmă sunt numite izotonice.

Dacă această valoare este redusă, atunci această compoziție se numește hipotonică, iar în caz de exces - hipertonic.

Când se schimbă nivelul normal al soluției din țesuturile celulelor, acestea sunt deteriorate. Pentru a normaliza starea lichidului poate fi introdusă din exterior și compoziția va depinde de natura bolii:

• Soluția hipertonică promovează îndepărtarea apei în vase.
• Dacă presiunea este normală, medicamentele sunt diluate într-o soluție izotonică, de obicei clorură de sodiu.
• Soluția hipotonică concentrată poate duce la ruperea celulelor. Apa, care penetrează în celula sanguină, o umple rapid. Dar cu dozajul potrivit, ajută la curățarea rănilor din puroi, pentru a reduce edemul alergic.

Rinichii și glandele sudoripare asigură faptul că acest indicator este neschimbat. Ele creează o barieră de protecție care împiedică influența produselor metabolice asupra corpului.

Prin urmare, presiunea osmotică la om are aproape întotdeauna o valoare constantă, un salt sănătos poate să apară numai după o intensă efort fizic. Dar corpul însuși normalizează rapid această cifră.

Cum afectează produsele alimentare

Nutriția corectă - garanția sănătății întregului corp uman. Schimbarea presiunii apare în cazul:

• Consumați cantități mari de sare. Acest lucru duce la depunerea de sodiu, din cauza căruia pereții vaselor de sânge devin densi, respectiv, scade clearance-ul. În această stare, corpul nu se poate descurca cu îndepărtarea lichidului, ceea ce duce la o creștere a circulației sanguine și a hipertensiunii arteriale, la apariția edemelor.
• Admisie inadecvată a lichidului. Când corpul nu are suficientă apă, balanța de apă este perturbată, sângele se îngroațește, deoarece cantitatea de solvent, adică apa scade. O persoană simte o sete puternică, după ce a stins acest lucru, începe procesul de reluare a lucrării mecanismului.
• Utilizarea produselor alimentare junk sau încălcarea organelor interne (ficat și rinichi).

Cum se măsoară și ce spun indicatorii

Mărimea presiunii osmotice a plasmei sanguine este măsurată atunci când aceasta se blochează. În medie, această valoare este în mod normal 7,5-8,0 atm. Cu o creștere a temperaturii soluției de îngheț va fi mai mare.

O parte din magnitudinea osmotică creează presiune oncotică, fiind formată de proteinele plasmatice. Acesta este responsabil pentru reglementarea schimbului de apă. Tensiunea arterială oncotică este în mod normal de 26-30 mm Hg. Art. Dacă indicatorul se schimbă într-o direcție mai mică, apare umflarea, deoarece corpul nu se descurcă bine cu excreția fluidului și se acumulează în țesuturi.

Acest lucru poate apărea în cazul bolii renale, al postului prelungit, când compoziția sângelui conține puțină proteină sau cu probleme la nivelul ficatului, caz în care albumina este responsabilă pentru eșec.

Efectul asupra corpului uman

Fără îndoială, osmoza și presiunea osmotică sunt principalii factori care afectează elasticitatea țesuturilor și capacitatea organismului de a păstra forma celulelor și a organelor interne. Acestea furnizează substanțe nutritive tisulare.

Pentru a înțelege ce este, trebuie să așezi celulele roșii în apă distilată. În timp, întreaga celulă va fi umplută cu apă, membrana eritrocitelor se va prăbuși. Acest proces se numește hemoliză.

Dacă celula este înfundată într-o soluție salină concentrată, ea își pierde forma și elasticitatea, se va ridica. Plasmoliza duce la pierderea celulelor roșii din sânge. Într-o soluție izotonică, proprietățile originale vor rămâne.

Presiunea osmotică asigură mișcarea normală a apei în corp.

Presiunea osmotică

Presiunea osmotică (numită π) - presiunea hidrostatică excesivă asupra soluției, separată de solventul pur prin intermediul unei membrane semipermeabile, la care se oprește difuzia solventului prin membrană. Această presiune are tendința de a egaliza concentrațiile ambelor soluții datorită difuziunii conjugate a moleculelor dizolvate și a solvenților.

Măsura gradientului de presiune osmotică, adică diferența de potențial de apă a două soluții separate printr-o membrană semipermeabilă, se numește tonicitate. O soluție care are o presiune osmotică mai mare comparativ cu o altă soluție este numită hipertonică și are o presiune hipotonică mai scăzută.

Presiunea osmotică poate fi foarte semnificativă. Într-un copac, de exemplu, sub acțiunea presiunii osmotice, sapa de plante (apa cu substanțe minerale dizolvate în ea) se ridică de-a lungul xylemului de la rădăcini la vârf. Fenomenele capilare nu sunt capabile să creeze suficientă forță de ridicare - de exemplu, copacii trebuie să livreze soluția la o înălțime de până la 100 de metri. În același timp, în arbore, mișcarea soluției concentrate, care este sucul de legume, nu este limitată de nimic.

Dacă o astfel de soluție este într-un spațiu închis, cum ar fi o celula de sange, presiunea osmotică poate rupe membrana celulelor. Este motivul pentru care medicamentele destinate administrării în sânge, a fost dizolvat în soluție izotonică conținând clorura de sodiu (NaCl), după cum este necesar pentru a echilibra presiunea osmotică a lichidului produs de celulă. În cazul în care medicamentele administrate au fost făcute în apă sau un foarte diluat (hipotonic în raport cu citoplasmă) soluție, presiunea osmotică, determinând pătrunderea apei celule sanguine ar duce la ruperea lor. În cazul în care intră în fluxul sanguin soluția prea concentrată de clorură de sodiu (3-5-10%, soluții hipertonice), apa din celulele vor merge spre exterior și se contractă. În cazul celulelor din plante, se produce detașarea de protoplast din peretele celular, numită plasmoliză. Procesul invers, care are loc atunci când celulele restrânse sunt plasate într-o soluție mai diluată, este deplasmoliza, respectiv.

Mărimea presiunii osmotice create de soluție depinde de cantitatea și nu de natura chimică a substanțelor dizolvate în ea (sau ioni, dacă moleculele substanței disociază), prin urmare, presiunea osmotică este o proprietate colectivă a soluției. Cu cât concentrația unei substanțe într-o soluție este mai mare, cu atât este mai mare presiunea osmotică creată de aceasta. Această regulă, numită legea presiunii osmotice, este exprimată printr-o formulă simplă, foarte asemănătoare cu o anumită lege a unui gaz ideal:

unde i este raportul izotonic al soluției; C este concentrația molară a soluției, exprimată în termeni de combinație a unităților SI de bază, adică în mol / m 3 și nu în cantitatea uzuală mol / l; R este constanta gazului universal; T este temperatura termodinamică a soluției.

De asemenea, se arată asemănarea proprietăților particulelor unei substanțe dizolvate într-un mediu vâscos de solvent cu particule de gaz ideal în aer. Validitatea acestui punct de vedere este confirmată de experimentele lui J. B. Perrin (1906): distribuția particulelor de emulsie de rășină gummigut în coloana de apă a respectat, în general, legea lui Boltzmann.

Presiunea osmotică, care depinde de conținutul de proteine ​​dintr-o soluție, se numește oncotică (0,03-0,04 atm). Cu postul prelungit, boala renală, concentrația de proteine ​​în sânge scade, presiunea oncotică în sânge scade și se produc edeme oncotice: apa trece de la vase la țesuturi, unde π_PMC mai mult. Când procesele purulente π_PMC în centrul inflamației crește de 2-3 ori, deoarece numărul de particule crește datorită distrugerii proteinelor. În organism, presiunea osmotică trebuie să fie constantă (≈ 7,7 atm.). Prin urmare, soluțiile izotonice (soluții a căror presiune osmotică este π_PLASMA ≈ 7,7 atm. (Soluție salină 0,9% NaCI, soluție de glucoză 5%). Soluții hipertonice pentru care π este mai mare decât π_PLASMA, utilizat în medicină pentru curățarea rănilor din puroi (10% NaCI), pentru a elimina edemul alergic (10% CaCl₂, 20% glucoză), ca medicamente laxative (Na₂SO₄∙ 10H₂O, MgS04₄∙ 7H₂O).

Legea presiunii osmotice poate fi utilizată pentru a calcula greutatea moleculară a unei substanțe date (cu date suplimentare cunoscute).

5.4. Osmoza. Presiunea osmotică

Toate soluțiile sunt difuzibile. Difuzia este o distribuție uniformă a unei substanțe pe întregul volum al soluției, care curge în toate direcțiile. Forța motrice este aspirația sistemului la maximum de entropie. Puteți crea o condiție în care difuzarea are loc numai într-o singură direcție. Pentru aceasta, soluția și solventul sunt separate printr-o membrană semipermeabilă prin care pot trece numai molecule mici (ioni).

Osmoza este o difuzie unilaterală a unui solvent printr-o membrană semi-permeabilă dintr-un solvent într-o soluție sau dintr-o soluție diluată - într-o concentrație mai concentrată. Forța motrice a osmozelor este dorința de a egaliza concentrația soluției pe ambele părți ale membranei. Procesul se desfășoară în mod spontan și este însoțit de o creștere a entropiei. Limita apariției sale este o stare de echilibru.

Presiunea exercitată de solvent pe membrană se numește presiune osmotică (p_OSM). Presiunea osmotică este descrisă de ecuația lui van't Hoff:

(a) pentru neelectroliți: p_OSM = C_m· R · T

unde R este constanta gazului universal, egală cu 8,13 j / mol · K,

T - temperatura absolută, K.

C_M - concentrația molară a soluției, mol / l

i este coeficientul izotonic (coeficientul Van't Hoff) care caracterizează disocierea electrolitului în ioni

Membranele celulare ale animalelor și ale organismelor vegetale sunt permeabile la apă și la ionii mici. Trecând prin ele, apa creează o presiune osmotică. Presiunea plasmă normală este de 740 - 780 kPa (37 0 C). Presiunea osmotică a plasmei și a altor fluide biologice se datorează în principal prezenței electroliților. Într-o măsură mai mică, presiunea este generată de particule de proteine ​​coloidale care nu trec prin membrană. Presiunea osmotică creată de proteine ​​se numește oncotică. Este de numai 3 - 4 kPa. Homeostazia osmotică datorată lucrului rinichilor, plămânilor, pielii. Misiunea de a transfera o substanță împotriva unui gradient de concentrare se numește osmotică.

Osmoza stă la baza unui număr de procese fiziologice: asimilarea alimentelor, excreția deșeurilor, transportul activ al apei.

În practica medicală, se utilizează soluții care sunt izosmotice cu sânge (soluții fiziologice). De exemplu, NaCl (0,9%), glucoză (4,5%). Introducerea soluțiilor saline în sânge, lichidul cefalorahidian și alte fluide biologice ale unei persoane nu provoacă un conflict osmotic (Figura 8).

Odată cu introducerea soluției hipotonice (p_OSM 780 kPa).

Figura 8 - Celulă în soluție (a) izotonică, (b) hipotonică, (c) hipertonică

Utilizarea soluțiilor hipertonice în medicină

(a) pentru tratarea rănilor purulente se utilizează 10% soluție de NaCI;

(b) soluție 25% de MgS04₄ utilizat ca antihipertensiv;

(c) diferite soluții hipertonice sunt utilizate pentru a trata glaucomul.

O caracteristică importantă a soluțiilor utilizate pentru injectarea intravenoasă este osmolaritatea și osmolalitatea lor. Ele caracterizează conținutul de particule care nu pot difuza prin membrana celulară.

Tensiunea arterială osmotică: ceea ce este măsurat și ce factori influențează abaterile de la normă

Presiunea osmotică a sângelui (ODC) este nivelul de forță care circulă solventul (pentru corpul nostru este apa) prin membrana eritrocitelor.

Menținerea nivelului are loc pe baza mișcării de la soluții care sunt mai puțin concentrate în acelea în care concentrația de apă este mai mare.

Această interacțiune este un schimb de apă între sânge și țesuturi ale corpului uman. Ioni, glucoză, proteine ​​și alte elemente utile concentrate în sânge.

Presiunea osmotică normală este de 7,6 atm, sau 300 mOsmol, care este egală cu 760 mm Hg.

Osmol este concentrația unui mol de non-electrolitic dizolvat pe litru de apă. Concentrația osmotică în sânge este determinată tocmai prin măsurarea acestora.

Ce este JDC?

Mediul celulelor cu o membrană este inerent atât în ​​țesuturi cât și în elementele sanguine, apa trece cu ușurință prin ea și practic nu penetrează substanțele dizolvate. Prin urmare, abaterea presiunii osmotice poate duce la o creștere a celulelor roșii din sânge, la pierderea apei și la deformare.

Pentru eritrocite și majoritatea țesuturilor, creșterea cantității de sare din organism, care se acumulează pe pereții vaselor de sânge și constrictează trecerea vaselor de sânge, este dăunătoare.

Această presiune este întotdeauna la aproximativ același nivel și este reglementată de receptorii localizați în hipotalamus, vasele sanguine și țesuturile.

Numele lor comun sunt osmoreceptorii, ei sunt cei care păstrează ODC la nivelul corect.

Unul dintre cei mai stabili parametri ai sângelui este concentrația osmotică a plasmei, care menține tensiunea arterială osmotică normală, cu ajutorul hormonilor și semnalelor corpului - un sentiment de sete.

Ce sunt CSD normale?

Indicatorii normali ai presiunii osmotice sunt indicatori ai crioscopiei, care nu depășesc 7,6 atm. Analiza determină punctul în care sângele îngheață. Indicatorii normali ai soluției de congelare pentru o persoană sunt de 0,56-0,58 grade Celsius, echivalentul a 760 mm Hg.

Un tip separat de APC este creat de proteinele plasmatice. De asemenea, presiunea osmotică a proteinelor plasmatice se numește presiune oncotică. Această presiune este de câteva ori mai mică decât presiunea creată în plasmă de săruri, deoarece proteinele au un nivel ridicat de greutate moleculară.

În ceea ce privește alte elemente osmotice, prezența lor este nesemnificativă, deși acestea sunt conținute în sânge în cantități multiple.

Aceasta afectează performanța generală a JDC, dar într-un raport redus (întreaga două sute douăzeci) față de performanța generală.

Aceasta este echivalentă cu 0,04 atm, sau 30 mm Hg. Pentru indicatorii tensiunii arteriale osmotice, factorul cantitativ și mobilitatea lor sunt semnificative, mai degrabă decât masa particulelor dizolvate.

Presiunea descrisă contracarează mișcarea puternică a solventului din sânge în țesuturi și afectează transferul apei din țesuturi în vase. De aceea, edemele tisulare progresează, o consecință a scăderii concentrației de proteine ​​în plasmă.

Un non-electrolitic conține o concentrație osmotică mai mică decât un electrolit. Acest lucru este remarcat pentru că. Că moleculele de electroliți dizolvă ionii, ceea ce duce la o creștere a concentrației particulelor active care caracterizează concentrația osmotică.

Ce influențează abaterile de presiune osmotică?

Schimbările reflexe în activitatea organelor excretoare determină iritarea osmoreceptorilor. Când sunt inflamate, ele elimină din organism cantitatea excesivă de apă și săruri care au intrat în sânge.

Un rol important îl joacă pielea, ale cărei țesuturi se hrănesc cu exces de apă din sânge sau o returnează în sânge, cu o creștere a presiunii osmotice.

Performanța unui ODC normal este afectată de saturația cantitativă a sângelui cu electroliți și non-electroliți dizolvați în plasma sanguină.

Cel puțin șaizeci la sută este clorura de potasiu ionizată. Soluțiile izotonice sunt soluții în care nivelul APC este aproape de plasmă.

Odată cu creșterea indicatorilor de această magnitudine, compoziția se numește hipertonică, iar în cazul unei scăderi - hipotonice.

Dacă presiunea osmotică normală este anormală, se declanșează distrugerea celulelor. Pentru a reveni la indicatorii de presiune osmotică în sânge, ei pot injecta soluții, care sunt selectate, în funcție de boală, provocând abateri de la AEC față de normă.

Printre acestea se numără:

• Soluție hipotonică concentrată. Când este aplicat în doza corectă, curăță rănile de la puroi și ajută la reducerea mărimii tumefatului alergic. Dar, cu dozele greșite, provoacă umplerea rapidă a celulelor cu o soluție, ceea ce duce la ruperea lor rapidă;
• Soluție hipertonică. Odată cu introducerea acestei soluții în sânge, contribuie la o mai bună eliminare a celulelor de apă din sistemul vascular;
• Diluarea medicamentelor în soluție izotonică. Preparatele sunt agitate în această soluție, cu valori normale ODC. Clorura de sodiu este produsul cel mai frecvent agitat.

Menținerea zilnică a nivelurilor normale ale UEC este monitorizată prin glande sudoripare și rinichi. Acestea nu permit efectele produselor care rămân după metabolizare pe corp, prin crearea de membrane de protecție.

De aceea, presiunea osmotică a sângelui aproape totdeauna fluctuează la același nivel. O creștere accentuată a performanței sale este posibilă cu activitatea fizică activă. Dar în acest caz, organismul însăși stabilizează rapid indicatorii.

Interacțiunea globulelor roșii cu soluții, în funcție de presiunea osmotică a acestora.

Ce se întâmplă cu abaterile?

Cu o creștere a presiunii osmotice a sângelui, celulele de apă se deplasează din eritrocite în plasmă, ca urmare a faptului că celulele se deformează și își pierd funcționalitatea. Cu o scădere a concentrației de osmol, există o creștere a saturației celulei cu apă, ceea ce duce la o creștere a mărimii și deformării membranei, numită hemoliză.

Hemoliza se caracterizează prin faptul că atunci când este deformată majoritatea celulelor sanguine - celulele roșii, numite și celulele roșii din sânge, atunci proteina hemoglobinei pătrunde în plasmă, după care devine transparentă.

Hemoliza este împărțită în următoarele tipuri:

Tensiunea arterială osmotică și oncotică

Presiunea osmotică și oncotică a plasmei sanguine

Dintre diverșii indicatori ai mediului intern al corpului, presiunea osmotică și oncotică ocupă unul dintre locurile principale. Ele sunt constante homeostatice rigide ale mediului intern și abaterea lor (creșterea sau scăderea) este periculoasă pentru activitatea vitală a organismului.

Presiunea osmotică

Presiunea osmotică a sângelui este presiunea care apare la interfața soluțiilor de săruri sau de alți compuși cu concentrație mică de concentrații diferite.

Valoarea sa se datorează concentrației substanțelor active osmotic (electroliți, non-electroliți, proteine) dizolvate în plasma sanguină și reglează transportul apei din fluidul extracelular în celule și invers. Presiunea osmotică a plasmei sanguine este, în mod normal, de 290 ± 10 mosmol / kg (în medie, egală cu 7,3 atm, sau 5 600 mm Hg sau 745 kPa). Aproximativ 80% din presiunea osmotică a plasmei sanguine se datorează clorurii de sodiu, care este complet ionizată. Soluțiile a căror presiune osmotică este aceeași cu cea a plasmei sanguine sunt numite izotonice sau izo-cosmice. Acestea includ 0,85-0,90% soluție de clorură de sodiu și 5,5% soluție de glucoză. Soluțiile cu o presiune osmotică mai scăzută decât în ​​plasma sanguină sunt numite hipotonice și, cu o presiune mai mare, se numesc hipertonice.

Presiunea osmotică a sângelui, a limfoamelor, a țesuturilor și a fluidelor intracelulare este aproximativ aceeași și are o constanță suficientă. Este necesar să se asigure funcționarea normală a celulelor.

Presiunea oncotică

Tensiunea arterială oncotică - este o parte a presiunii osmotice a sângelui creată de proteinele plasmatice.

Mărimea presiunii oncotice variază de la 25-30 mm Hg. (3,33 - 3,99 kPa) și 80% este determinată de albumină datorită mărimii mici și conținutului cel mai ridicat al plasmei sanguine. Tensiunea oncotică joacă un rol important în reglarea schimbului de apă în organism, și anume în reținerea sa în sânge. Tensiunea oncotică afectează formarea de lichid tisular, limf, urină, absorbția apei din intestin. Atunci când presiunea oncotică din plasmă scade (de exemplu, în cazul bolilor hepatice, atunci când producția de albumine este redusă sau a bolii renale, atunci când excreția proteică în urină este crescută) se dezvoltă edeme, deoarece apa este reținută prost în vase și intră în țesuturi.

Ce este presiunea osmotică?

Semnificația cuvântului presiune osmotică în dicționarul termenilor medicali:

Presiunea osmotică - presiunea hidrostatică excesivă pe o soluție separată de un solvent pur de o membrană semipermeabilă, la care se oprește difuzia solventului prin membrană. Nivelul O. în celule și mediul intern al organismului joacă un rol important în procesele activității sale vitale.

Semnificația cuvântului presiune osmotică în dicționarul Brockhaus și Efron:

Presiunea osmotică - vezi Osmoza.

Definiția "presiunii osmotice" de către TSB:

Presiunea osmotică este o presiune difuză, un parametru termodinamic care caracterizează tendința soluției de a scădea concentrația atunci când este în contact cu un solvent pur datorită difuziunii conjugate a moleculelor dizolvate și a solvenților. Dacă soluția este separată de solventul pur printr-o membrană semipermeabilă, este posibilă doar o difuzie unilaterală - absorbția osmotică a solventului prin membrană în soluție. În acest caz, O. d. Devine disponibil pentru măsurarea directă cu o valoare egală cu presiunea în exces aplicată din soluție la echilibru osmotic (a se vedea Osmoza). O. d. Se datorează unei scăderi a potențialului chimic al solventului în prezența unei substanțe dizolvate. Tendința sistemului de a egaliza potențialele chimice în toate părțile volumului său și de a intra într-o stare cu un nivel mai scăzut de energie liberă determină transferul osmotic (difuzie) al materiei. O. d. În soluții ideale și extrem de diluate nu depinde de natura solventului și a substanțelor dizolvate. la o temperatură constantă, este determinată numai de număr
"Elemente cinetice" - ioni, molecule, asociați sau particule coloidale - pe unitatea de volum de soluție. Primele măsurători ale lui O. au fost făcute de V. Pfeffer (1877), investigând soluțiile apoase de zahăr din trestie de zahăr. Datele sale permitau lui J. H. van't Hoff să stabilească (1887) dependența lui O. de concentrația substanței dizolvate, care coincide în formă cu legea lui Boyle-Mariotte pentru gazele ideale. Sa constatat că O. d. (P) este numeric egal cu presiunea pe care o va avea soluția dacă ar fi fost într-o stare de gaz ideal la o temperatură dată și ar ocupa un volum egal cu volumul soluției. Pentru soluțiile foarte diluate de substanțe nedisociante, modelul cu suficientă precizie este descris de ecuația:
pi.V = nRT, unde n este numărul de moli ai substanței dizolvate în volumul soluției V. R este constanta gazului universal. T este temperatura absolută. În cazul disocierii unei substanțe într-o soluție în ioni, factorul i> 1, coeficientul van't Hoff, este introdus în partea dreaptă a ecuației. cu asocierea solutului i + și Cl minus. sunt excretați prin ghiare, în reptilele mării (șerpi și broaște țestoase) și la păsări prin intermediul unor glande speciale de sare situate în zona capului. Ioni de Mg 2+, SO₄ 2, 18 / 18031124. în aceste organisme se excretă prin rinichi. A. d. În organismele hiper- și hipo-osmotice pot fi create atât ionii care predomină în mediul extern, cât și produsele metabolice. De exemplu, în pești de rechin și raze, O. cu 60% este creat de uree și trimetilamoniu. în plasmă de sânge de mamifere - în principal datorită ionilor Na + și Cl minus.. în larve de insecte datorită unei varietăți de metaboliți cu greutate moleculară mică. În marinele unicelulare, echinodermele, molustele cefalopode, amestecul și alte organisme izoasmotice, în care O. d.
Intervalul valorilor medii ale O în celulele organismelor care nu sunt capabile să mențină homeostazia osmotică este destul de larg și depinde de tipul și vârsta organismului, tipul de celule și O. mediului. În condiții optime, sapa celulară totală a organelor măcinate de plante de mlaștină variază de la 2 la 16 ° C, la cele de stepă, de la 8 la 40 ° C. În diferitele celule ale plantei, O. poate fi dramatic diferit (de exemplu, în mangrove O. celulă este de aproximativ 60 atm, și O. în vasele de xilem nu depășește 1-2 atm). Organismele homo-osmotice, adică, capabile să mențină constanța relativă a lui O., sunt medii și intervalul de oscilații al lui O. este diferit (viermele este 3.6-4.8 atm, peștele de apă dulce este 6.0-6.6, pești osoși oceanici - 7.8-8.5, pești rechini - 22.3-23.2, mamifere - 6.6-8.0 atm). La mamifere, O. din majoritatea fluidelor biologice este egal cu O. sângelui (excepție sunt fluidele secretate de unele glande - saliva, transpirație, urină etc.). (De exemplu, proteine, polizaharide etc.), este nesemnificativă, dar joacă un rol important într-un metabolism (vezi "Presiunea oncotică").
Yu V. Natochin, V. V. Kabanov.
Literatură: Melvin-Hughes E. A., Chimie fizică, trans. din engleză, pr. 1-2, M., 1962. Cursul chimiei fizice, ed. Ya. I. Gerasimova, t. 1-2, M. - L., 1963-1966. Pasynsky AG, Chimie coloidă, ed. 3, M., 1968: Prosser L., Brown F., Fiziologia comparativă a animalelor, trans. din engleză, M., 1967. Griffin D., Novik El., Organism viu, trans. from English., 1973. Nobel P., Fiziologia celulelor plantelor (abordare fizico-chimică), trans. de la engleză, M., 1973.
Schema schematică a osmometrului: cameră A pentru soluție. B - camera pentru solvent. M - membrana. Nivelurile lichidului din tuburi la echilibru osmotic: a și b - în condiții de presiune externă egală în camerele A și B, atunci când rho._A =
rho._B, în același timp H - o coloană de fluid, echilibrând presiunea osmotică. b - în condiții de inegalitate a presiunilor externe, când rho._A - rho._B = pi..

Spune prietenilor tai ce este - presiunea osmotica. Trimiteți-le pe pagina dvs.

Osmoză și presiune osmotică

Dacă separați soluția și solventul folosind o membrană semi-permeabilă (membrană), care permite molecula solventului să treacă liber și molecula de reținere a solutei, se observă difuzia unilaterală a solventului.

Acest tip de difuzie se datorează faptului că numărul de molecule de solvent pe unitate de volum este mai mare decât în ​​același volum de soluție, deoarece într-o soluție o parte din volum este ocupată de moleculele dizolvate. Ca rezultat al mișcării moleculare, mișcarea moleculelor de solvenți prin membrană din solvent în soluție predomină asupra mișcării lor în direcția opusă.

Difuzia unilaterală a solventului la soluție se numește osmoză, iar forța care provoacă osmoză, se referă la unitatea de suprafață a membranei semipermeabile, se numește presiune osmotică.

Ca urmare a osmosisului și a difuziei, nivelurile de concentrație sunt oprite, iar modurile în care este realizată această nivelare sunt fundamental diferite. În procesul de difuzie, egalitatea de concentrații se realizează prin mutarea moleculelor dizolvate, iar în cazul osmozelor, prin deplasarea moleculelor de solvenți.

Mecanismul de osmoză nu poate fi explicat numai prin faptul că membranele semipermeabile joacă rolul unei sită cu celule prin care moleculele de solvent trec liber, dar nu trec moleculele dizolvate.

Aparent, mecanismul de osmoză este mult mai complicat. Aici structura și compoziția membranei joacă un rol important.

În funcție de natura membranei, mecanismul de osmoză va fi diferit. În unele cazuri, numai membranele care se dizolvă în ea trec liber prin membrană, în alte cazuri, membrana interacționează cu solventul, formând compuși fragili intermediari care se dezintegrează ușor și, în final, poate reprezenta un sept poros cu anumite dimensiuni ale porilor.

Pentru măsurarea presiunii osmotice într-un vas cu pereți semipermeabili, soluția de testare este turnată și închisă bine cu un dop, în care este introdus un tub, conectat la un manometru. Un astfel de instrument pentru măsurarea presiunii osmotice este numit un osmometru.

Osmometrul cu soluția este scufundat într-un vas cu un solvent. La începutul procesului, solventul din vasul exterior difuzează în osmometru la o rată mai mare decât de la el, deci nivelul lichidului din tubul osmometru crește, ceea ce creează în el o presiune hidrostatică, care crește treptat. Pe măsură ce crește presiunea hidrostatică, rata de difuzie a solventului în osmometru și din osmometru este egalizată, rezultând o stare de echilibru dinamic, înălțarea lichidului din tubul osmometru se oprește.

Presiunea hidrostatică stabilită prin osmoză servește ca măsură a presiunii osmotice.

Măsurarea presiunii osmotice cu un osmometru nu este întotdeauna posibilă cu o precizie suficientă, deoarece nu există membrane capabile să rețină toate particulele substanței dizolvate. Valoarea măsurată a presiunii osmotice pentru aceeași soluție va depinde, prin urmare, într-o oarecare măsură de natura membranei.

Presiunea osmotică apare numai la limita dintre soluție și solvent (sau o soluție cu o concentrație diferită), dacă această limită este formată dintr-un sept semipermeabil. Soluția conținută într-un vas obișnuit nu exercită o presiune asupra pereților săi în afară de presiunea hidrostatică obișnuită. Prin urmare, presiunea osmotică nu ar trebui privită ca o proprietate a unui dizolvat, solvent sau a soluției însăși, ci ca o proprietate a unui sistem de solvent și soluție cu o barieră semi-permeabilă între ele.

Legile lui Raoul sunt denumirile comune ale legilor cantitative descoperite de chimistul francez F.M. Raul în 1887, care descriu o parte din proprietățile soluțiilor colligative (în funcție de concentrație, dar nu de natura substanței dizolvate).

Prima lege a lui Raul [edit]

Prima lege a lui Raul conectează presiunea aburului saturat deasupra unei soluții cu compoziția sa; Acesta este formulat după cum urmează:

· Presiunea parțială a vaporilor saturați ai componentei soluției este direct proporțională cu fracția molară din soluție, iar coeficientul de proporționalitate este egal cu presiunea vaporilor saturați asupra componentei pure.

Pentru o soluție binară compusă din componentele A și B (componenta A, îl considerăm un solvent) este mai convenabil să folosim o formulă diferită:

· Scăderea relativă a presiunii parțiale a vaporilor de solvent deasupra soluției nu depinde de natura substanței dizolvate și este egală cu fracția molară a acesteia în soluție.

La suprafață, există mai puține molecule de solvent care se pot evapora, deoarece substanța dizolvată ocupă o parte din spațiu.

Soluțiile pentru care legea lui Raul este îndeplinită se numește ideal. Ideale pentru orice concentrație sunt soluțiile ale căror componente sunt foarte asemănătoare în proprietățile fizice și chimice (izomeri optici, omologi etc.) și a căror formare nu este însoțită de o schimbare a volumului și de eliberarea sau absorbția căldurii. În acest caz, forțele interacțiunii intermoleculare dintre particule omogene și eterogene sunt aproximativ aceleași, iar formarea unei soluții se datorează numai factorului de entropie.

Abateri de la legea lui Raul [edit]

Soluțiile, ale căror componente diferă semnificativ în ceea ce privește proprietățile fizice și chimice, respectă legea Raul numai în domeniul concentrațiilor foarte mici; la concentrații mari, se observă abateri de la legea lui Raul. Cazul în care presiunile parțiale adevărate ale vaporilor peste amestec sunt mai mari decât cele calculate de legea Raul sunt numite deviații pozitive. Cazul opus este atunci când presiunea parțială a vaporilor componentelor este mai mică decât cea calculată - deviațiile negative.

Motivul abaterilor de la legea lui Raul este faptul că particulele omogene interacționează între ele în mod diferit decât eterogen (mai puternic în cazul celor pozitive și mai slabe în cazul unor deviații negative).

Soluțiile reale cu deviații pozitive de la legea lui Raul se formează din componente pure cu absorbție de căldură (ΔΝ_sol > 0); volumul soluției este mai mare decât suma volumelor inițiale ale componentelor (ΔV> 0). Soluții cu deviații negative de la Legea lui Raul se formează odată cu eliberarea căldurii (ΔΝ_sol -1 · kg, respectiv. Deoarece soluția molară unică nu este diluată infinit, cea de-a doua lege Raul pentru aceasta nu este în general satisfăcută pentru ea și valorile acestor constante se obțin prin extrapolarea dependenței din regiunea concentrațiilor mici la m = 1 mol / kg.

Pentru soluțiile apoase în ecuațiile celei de-a doua lege a lui Raul, concentrația molară este uneori înlocuită cu molar. În cazul general, o astfel de înlocuire este ilegală, iar pentru soluții a căror densitate diferă de 1 g / cm ³, poate duce la erori semnificative.

A doua lege a lui Raul face posibilă determinarea experimentală a masei moleculare a compușilor incapabili de disociere într-un anumit solvent; poate fi de asemenea utilizat pentru a determina gradul de disociere a electroliților.

Soluții pentru electroliți [editați]

Legile lui Raul nu sunt îndeplinite pentru soluții (chiar infinit diluate), care conduc soluții de electricitate - electroliți. Pentru a explica aceste varianțele van't Goffvnos o ecuație de corecție date mai sus - i coeficient izotonice, ținând cont implicit disocierea moleculelor de substanțe dizolvate:

Soluții electrolitice neascultarea și Raoult principiu de drept van't Hoff a servit ca punct de plecare pentru crearea teoriei SA Arrhenius de disociere electrolitic.

Elasticitatea Saturatie - elasticitatea vaporilor de apa, temperatura maxima posibila. Este mai mare, cu atât este mai mare temperatura. Ca urmare, începe condensarea vaporilor de apă.

Condiția ebullioscopică este diferența dintre punctul de fierbere al unei soluții și temperatura unui solvent pur.

Constanta crioscopică este diferența dintre punctul de îngheț al soluției și temperatura solventului pur.

74. Fenomenul osmozelor, rolul lor în sistemele biologice. Presiunea osmotică. Legea Vant-Hoff.

Soluții izotonice, hipo și hipertonice.

Fenomenul de osmoză este observat în acele medii în care mobilitatea solventului este mai mare decât mobilitatea substanțelor dizolvate. Un caz particular important de osmoză este osmoza printr-o membrană semipermeabilă. Membranele semipermeabile sunt numite membrane care au o permeabilitate suficient de mare nu pentru toți, ci numai pentru anumite substanțe, în special pentru un solvent. (Mobilitatea substanțelor dizolvate în membrană tinde la zero). De regulă, acest lucru se datorează mărimii și mobilității moleculelor, de exemplu, o moleculă de apă este mai mică decât majoritatea moleculelor de substanțe dizolvate. Dacă o astfel de membrană separă soluția și solventul pur, concentrația solventului este mai puțin ridicată în soluție, ca parte a acesteia molecular acolo substituit pe molecula solut (vezi. Fig. 1). Ca urmare, tranzițiile particulelor de solvent din compartimentul conținând solventul pur la soluție vor avea loc mai des decât în ​​direcția opusă. În consecință, volumul soluției va crește (și concentrația substanței va scădea), în timp ce volumul solventului va scădea în mod corespunzător.

Semnificația osmozilor [edit]

Osmoza joacă un rol important în multe procese biologice. Membrana care înconjoară celula normală din sânge este permeabilă numai pentru moleculele de apă, oxigenul, unele dintre substanțele nutritive dizolvate în sânge și produsele activității celulare; pentru moleculele de proteine ​​mari care sunt dizolvate în interiorul celulei, este impenetrabilă. Prin urmare, proteinele care sunt atât de importante pentru procesele biologice rămân în interiorul celulei.

Osmoza este implicată în transferul nutrienților în trunchiurile de arbori înalți, unde transferul capilar nu este capabil să efectueze această funcție.

Osmoza este utilizată pe scară largă în tehnologia de laborator: în determinarea caracteristicilor molare ale polimerilor, concentrația soluțiilor, studiul diverselor structuri biologice. Fenomenele osmotice sunt uneori utilizate în industrie, de exemplu, în prepararea anumitor materiale polimerice, purificarea apei extrem de mineralizate prin metoda osmoză inversă a lichidelor.

Celulele de plante utilizează, de asemenea, osmoză pentru a mări volumul vacuolului, astfel încât să se extindă pereții celulari (presiunea turgorului). Celulele de plante fac acest lucru prin depozitarea zaharozei. Prin creșterea sau scăderea concentrației de zaharoză în citoplasmă, celulele pot regla osmoza. Acest lucru crește elasticitatea plantei în ansamblu. Multe mișcări ale plantelor sunt asociate cu schimbări în presiunea turgorului (de exemplu, mișcările de musturi de mazăre și alte plante de alpinism). Protocoarele de apă dulce au, de asemenea, un vacuol, dar sarcina celor mai simple vacuole este doar de a pompa excesul de apă din citoplasmă pentru a menține o concentrație constantă de substanțe dizolvate în ea.

Osmoza joacă, de asemenea, un rol important în ecologia corpurilor de apă. Dacă concentrația de sare și alte substanțe din apă crește sau scade, locuitorii acestor ape vor muri din cauza efectelor adverse ale osmozelor.

Presiunea osmotică (numită π) - presiunea hidrostatică excesivă asupra soluției, separată de solventul pur prin intermediul unei membrane semipermeabile, la care se oprește difuzia solventului prin membrană. Această presiune are tendința de a egaliza concentrațiile ambelor soluții datorită difuziunii conjugate a moleculelor dizolvate și a solvenților.

LEGEA VANT-GOFFA descrie dependența PRESIUNII OSMOTICE a soluțiilor diluate de temperatura și concentrația molară a soluției:
Van't Hoff a ajuns la concluzia că legea lui Avogadro este valabilă și pentru soluții diluate. Este experimental a constatat că presiunea osmotică, care este o măsură a dorinței exprimate de două soluții diferite pe fiecare parte a membranei pentru egalizarea concentrației în soluții slabe depinde nu numai de concentrația, ci și asupra temperaturii și, în consecință, se supune legilor termodinamicii de gaz. Van't Hoff a exprimat presiunea osmotică cu formula PV = iRT, unde P înseamnă presiunea osmotică a unei substanțe dizolvate într-un lichid; V este volumul; R este constanta gazului; T - temperatura și coeficientul i, care este adesea egal cu 1 pentru gaze și pentru soluțiile care conțin săruri - mai mult de unul. Van't Hoff a putut explica de ce se schimbă valoarea lui i prin asocierea acestui coeficient cu numărul de ioni din soluție. Studiile privind soluțiile diluate efectuate de Van't Hoff au fost rațiunea pentru teoria lui S. Arrhenius de disociere electrolitică. Ulterior, Arrhenius a sosit la Amsterdam și a lucrat cu Vant-Hoff.

Soluție izotonică (soluție izosmotică) - o soluție a cărei presiune osmotică este egală cu presiunea osmotică a plasmei sanguine; de exemplu, soluție apoasă 0,9% de clorură de sodiu, soluție apoasă 5% de glucoză. Toate aceste soluții sunt utilizate în tratamentul diferitelor boli pentru a ușura intoxicația și alte manifestări ale bolii. Rasvtorul isotonic, spre deosebire de hipertonic și hipertonic (care nu se utilizează pentru administrare intravenoasă), nu conduce la hemoliza celulelor roșii din sânge atunci când este administrată intravenos.

Soluțiile hipotonice diferă de concentrația scăzută izotonică și, în consecință, de presiunea osmotică mai scăzută. La contactul cu țesuturile, apa din soluțiile hipotonice intră în celulele țesutului. Ca urmare, acestea se umflă, iar dacă apa se acumulează excesiv în acestea, ruptura membranelor celulare, adică liza celulară.

Utilizarea soluțiilor hipotonice de clorură de sodiu în practică este foarte limitată. În unele cazuri, ele sunt utilizate pentru a prepara soluții de substanțe utilizate pentru anestezia prin infiltrare. Efectul anestezicilor în soluțiile hipotonice este sporit, deoarece acestea contribuie la o penetrare mai profundă a substanțelor în țesuturi.

Soluții hipertonice, soluții a căror presiune osmotică este mai mare decât presiunea osmotică în celulele și țesuturile vegetale sau animale. În funcție de funcționale, specii-specificitatea și presiunea osmotică de celule de mediu diferite pentru a le și soluția, hipertonia pentru unele celule pot fi izotonice sau hipotonice altora. Când cufundat în celulele vegetale, b. suge apa din celule, care scade în volum, iar apoi se oprește comprimarea și protoplasmul se află în spatele pereților celulelor (vezi Plasmoliza). Celulele roșii din sângele oamenilor și animalelor în G. p. pierde și apă și scade volumul. G. r. în combinație cu soluții hipotonice și soluții izotonice sunt utilizate pentru măsurarea presiunii osmotice în celulele și țesuturile vii.