Ciśnienie osmotyczne: Różnice pomiędzy wersjami

'''Ciśnienie osmotyczne''' jest- wartościąróżnica ciśnienia[[ciśnienie|ciśnień]] wywieranegowywieranych na [[membrana półprzepuszczalna|półprzepuszczalną membranę]] przez 2dwie ciecze[[ciecz]]e, które ta membrana rozdziela. Przyczyną pojawienia się ciśnienia osmotycznego jest różnica stężeń [[związek chemiczny|związków chemicznych]] lub [[jon|jonów]] w roztworach po obu stronach membrany i dążenie układu do ich wyrównania.

Kontaktujące się roztwory mają [[termodynamika|termodynamiczną]] tendencję do wyrównywania stężeń (np. przez [[dyfuzja|dyfuzję]] cząsteczek rozpuszczonych związków). W przypadku [[membrana półprzepuszczalna|membrany półprzepuszczalnej]], która przepuszcza małe cząsteczki rozpuszczalnika[[rozpuszczalnik]]a a nie przepuszcza jonów ani większych cząsteczek, jedynym sposobem wyrównania stężenia roztworów jest przepływ przez membranę cząsteczek rozpuszczalnika. W najprostszym przypadku, dla roztworów silnie rozcieńczonych, ciśnienie osmotyczne (a właściwie różnicę ciśnień) na granicy roztworów "1" i "2" można wyrazić prostym wzorem:

::gdzie π₁₂ = ciśnienie osmotyczne, R = [[stała gazowa]], T = [[temperatura]] (w skali [[Kelwin|Kelwina]]), [X]₁, [X]₂ = [[stężenie molowe]] związku chemicznego lub jonów wyrażone w [[mol]]ach/dm³, w roztworachktóre pomogą obuprzepływać stronachprzez membranymembranę.

*wzór ten ma sens fizyczny tylko wtedy gdy [X]₁ > [X]₂ - gdyż ciśnienie osmotyczne jest wywieraneróżnicą narzeczywistych membranęciśnień zawszewywieranych tylkoprzez zoba jednejroztwory, strony -stąd "działa" ono od strony bardziej stężonego roztworu. Po drugiej stronie membrany ciśnienie osmotyczne wynosi 0 i nie przyjmuje bynajmniej wartości ujemnej. W przypadku gdy przez membranę może przepływać tylko rozpuszczalnik, wzór ten trzeba "odwrócić" lub ew. wpisać do niego stężenie rozpuszczalnika, a nie stężenie rozpuszczonej substancji.

Dla roztworu o stężeniu [X] w kontakcie poprzez membranę z czystym rozpuszczalnikiem, ciśnienie osmotyczne definiowane jest przez <b>'''równanie van't Hoffa</b>''':

: Przykład: dla roztworu soli o stężeniu [X] = 10^-2 mol/dm³ w temperaturze 300K300 K otrzymamy ciśnienie osmotyczne rzędu 250hPa (0,25 atm) co odpowiada ciśnieniu słupa wody o wysokości 2,5m5 m.

Zgodnie z [[Prawo Raoult'aRaoulta|prawem Raoult'aRaoulta]] dla [[roztwór doskonały|roztworu doskonałego]] mamy: (p_r/p_o) = x_rozp - [[ułamek molowy]] rozpuszczalnika w roztworze X. Dla [[Roztwór właściwy|roztworu rzeczywistego]], zamiast ułamka molowego należy użyć [[aktywność|aktywności]] rozpuszczalnika a_rozp w tym roztworze, skąd:

Jeżeli roztwór substancji X jest idealny i rozcieńczony, wówczas wykorzystując fakt, że ułamek molowy rozpuszczalnika x_rozp = 1 - x_x, gdzie x_x jest b.bardzo małe, otrzymamyotrzymuje się:

skąd łatwo otrzymamymożna wyprowadzić [[#Równanie van't Hoffa|równanie van't Hoffa]].