OSMOZA SI LEGILE PRESIUNII OSMOTICE
La studiul sistemelor disperse s-a aratat ca sistemele coloidale ocupa un loc
intermediar intre solutiile propriu-zise si suspensii.
Sistemele coloidale sunt sisteme disperse alcatuite dintr-un mediu dispergent( apa sau alt solvent) si faza dispersata, corespunzatoare solutului, avand dimensiunea particulelor dispersate cuprinsa intre 5 – 200mm. Ele sunt caracterizate prin existenta unor suprafete imense de separare intre cele doua faze distincte, numite interfete.
Conform clasificarii facute de T. Graham, substantele care difuzeaza usor si care cristalizeaza la trecerea in stare solida au fost numite cristaloizi, iar cele care nu strabat prin membrane datorita datorita marimii particulelor lor si care, in stare solida se prezinta sub forma unei mase amorfe, au fost numite coloide(gr. kolla = clei)
Cu ajutorul membranelor cu pori fini se pot separa cristaloizii de coloizii din solutie, prin fenomenul de dializa, folosind aparatele numite dializoare.
Chimia coloidala are mare importanta pentru stiintele biologice si pentru intelegerea biochimiei in general, deoarece cea mai mare parte din substantele ce compun tesuturile vegetale si animale formeaza sisteme coloidale( substantele proteice, amidonul, laptele, sangele,etc.). De asemenea , solul arabil este un sistem coloidal, intregul fenomen de schimb dintre sol si planta avand loc in asemenea sisteme in care faza dispersata este alcatuita din argila coloidala, humus coloidal, acid silicic, hidroxid de fier, de aluminiu.
Osmoza si legile presiunii osmotice
Prin osmoza se intelege trecerea unui solvent printr-o membrana semipermeabila
(care permite trecerea exclusiv a solventului, nu si a solvatului). Trecerea solventului prin membrana semipermeabila se face doar intr-o singura directie : dinspre solutia diluata spre cea concentrata ( in sensul diluarii solutiei mai concentrate).
Exemple de membrane semipermeabile: intestinele animalelor, vezica, membranele citoplasmatice, celofanul.
Substanta dizolvata se comporta in interiorul solutiei precum un gaz in interiorul altui gaz. Particulele substantei dizolvate aflate intr-o continua miscare vor exercita asupra peretilor vasului sau asupra membranelor separatoare o presiune, numita presiune osmotica.
Presiunea osmotica p ) este presiunea exercitata de moleculele substantei dizolvate asupra peretilor vasului sau asupra unor membrane semipremeabile.
Punerea in evidenta a presiunii osmotice se face cu ajutorul osmometrului.
Functionarea osmometrului
Intr-un tub de sticla efilat se fixeaza la capat o membrana
semipermeabila si in interior se introduce o solutie concentrata
de zahar. Prin membrana apa urca pana la inaltimea h,
cand greutatea colanei de lichid egaleaza
presiunea osmotica p , ce actioneaza de jos in sus.
Importanta osmozei
Osmoza joaca un rol foarte important in viata plantelor si animalelor. Astfel, protoplasma celulelor vii joaca rolul unei membrane semipermeabile, care nu permite decat anumitor substante sa patrunda sau sa paraseasca celula, fiind impermeabila pentru altele.
Celulele rosii ale sangelui sunt permeabile pentru apa si impermeabile pentru clorura de sodiu.. Dca se introduc celulele rosii ale sangelui intr-o solutie de NaCl, cu presiune osmotica mai mare decat cea existenta in celule, deci intr-o solutie hipertonica, apa va difuza din celula spre solutie si celula se va zbarci. Daca solutia in care introducem celulele rosii are presiunea osmotica mai mica decat presiunea din interiorul celulelor, deci este o solutie hipotonica, atunci apa va trece din exterior spre celule, acestea se umfla si plesnesc. Doua solutii care au exact aceeasi presiune osmotica se numesc solutii izotonice.
Lichidul din interiorul celulelor rosii este izotonic cu lichidul sangelui in care sunt suspendate celulele rosii(plasma sanguina) si corespunde unei solutii cu concentratia de 0,86% de clorura de sodiu.
Legile presiunii osmotice
1. Legea Boyle-Mariotte: presiunea osmotica a unei solutii la temperatura constanta e direct proportionala cu concentratia sa si invers proportionala cu volumul.
Pentru doua solutii de concentratii diferite c1 si c2 se poate scrie:
p p = c1 / c2 ; dar c1 /c2 = v2 /v1 T p p = v2 /v1
2. Legea Gay-Lussac: la volum constant, presiunea osmotica este direct proportionala cu temperatura.
pt p at )
pt presiunea osmotica la temp. t; p presiunea osmotica la momentul initial ;
a = 1 / 273 = binomul de dilatare al gazelor
Observatie: - presiunea osmotica este independenta atat de natura solventului cat si de natura substantei dizolvate, depinzand direct proportional doar de concentratie si temperatura.
3. Legea lui Avogadro : volume egale de solutii diferite, care au aceeasi presiune osmotica si se gasessc la aceeasi temperatura, vor contine acelasi numar de molecule de substanta dizolvata, deci vor avea aceeasi concentratie.
4. Legea generala de stare a gazelor : deoarece solutiile respecta legea Boyle-Mariotte si Gay-Lussac, vor respecta si legea generala a gazelor pV = nRT,
dar p = p T p = n RT / V T p = c RT deoarece n / V reprezinta concentratia c.
5. Legea lui Van’t Hoff : presiunea osmotica a unei solutii diluate de neelectrolit este egala cu presiunea pe care ar exercita-o substanta dizolvata, daca s-ar gasi in stare de gaz si ar ocupa un volum egal cu volumul solutiei la o temperatura data.
IONIZAREA APEI. NOTIUNEA DE pH
Consideram ionizarea apei pure conform urmatoarei reactii:
H2O + H2O H3O+ + OH-
Constanta de ionizare K = OH- H3O+ / H2O = 10-14
Apa pura ionizeaza foarte putin in solutie, deci concentratia apei se poate neglija T
OH- H3O+ = 10-14 (produsul ionic al apei)
Solutie neutra : OH- H3O+ = 10-7
Solutie bazica : OH- > H3O+
Solutie acida : OH- < H3O+
Aceste observatii au permis clasificarea solutiilor in functie de aciditatea lor, utilizand o notiune speciala numita pH, care reprezinta logaritmul cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogen.
pH = - log H3O+
Solutiile care au pH-ul =7 sunt neutre; cele cu pH-ul cuprins intre 0-6 sunt acide, iar cele cu pH –ulcuprins intre 8-14 sunt bazice.
|
