Осмоляльность
Осмоляльность — показатель концентрации белков и солей, создающих давление в одном килограмме смеси[1].
Общая информация[править]
Осмоляльность выражается в количестве осмоль на 1 кг растворителя[2].
Различиями между значениями осмолярности и осмоляльности растворов с осмолярностью, близкой к осмолярности 0,7-1,1 % раствора натрия хлорида или ниже, можно пренебречь[3].
Для определения осмоляльности могут быть использованы[3]:
- криоскопический метод
- мембранная осмометрия
- паровая осмометрия
Криоскопический метод[править]
Криоскопический метод определения осмоляльности основан на понижении температуры замерзания растворов по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя.
1 осмоль на килограмм воды понижает температуру замерзания на 1,86 °C.
Такая зависимость может быть выражена формулой:
Сосм = 1000*(Т2-Т1)/к (мОсм/кг H2O), где:
- Сосм — осмоляльность раствора, мОсм/кг;
- Т2 — температура замерзания чистого растворителя, °С;
- Т1 — температура замерзания испытуемого раствора, °С;
- к — криометрическая постоянная растворителя (для воды 1,86).
Определение осмоляльности растворов проводят с использованием криоскопических осмометров.[3]
Метод мембранной осмометрии[править]
Метод мембранной осмометрии основан на использовании свойства полупроницаемых мембран избирательно пропускать молекулы веществ (метод применим только для растворов высокомолекулярных веществ (104—106 г/моль). При анализе растворов, содержащих электролиты и другие низкомолекулярные вещества, будет определяться только осмотическое давление, создаваемое высокомолекулярными компонентами раствора.).
Движущей силой процесса является процесс осмоса. Растворитель проникает в испытуемый раствор до установления равновесия; возникающее при этом дополнительное гидростатическое давление приближённо равно осмотическому давлению и может быть рассчитано по формуле:
πосм ≈ Pгидр. = ρ·g·Δh, где
- πосм — осмотическое давление, Па;
- Pгидр. — гидростатическое давление, Па;
- ρ — плотность жидкости, кг/м3;
- g — ускорение свободного падения, м/с2;
- Δh — высота столба жидкости, м.
Для известного осмотического давления осмоляльность может быть рассчитана по формуле:
Cосм = πосм / R·T, где
- R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль·К);
- Т — абсолютная температура, К.
Определение осмоляльности испытуемого раствора проводят с помощью мембранного осмометра.[3]
Метод паровой осмометрии[править]
Один осмоль на килограмм воды понижает давление пара на 0,3 мм рт. ст. при температуре 25 °С. Измерение этих изменений лежит в основе метода паровой осмометрии.
Метод основан на измерении разности температур, которая возникает на термисторах, помещённых в измерительную ячейку, насыщенную парами растворителя в случае, если на один из них нанесена капля чистого растворителя, а на другой — испытуемого раствора.
Разница температур возникает вследствие конденсации паров растворителя на капле раствора, так как давление пара растворителя над этой поверхностью меньше. При этом температура капли раствора повышается за счёт экзотермического процесса конденсации до тех пор, пока давление пара над каплей раствора и давление чистого растворителя в ячейке не сравняются. Разность температур практически пропорциональна моляльной концентрации раствора.
Определение осмоляльности испытуемого раствора проводят с помощью парового осмометра.[3]
См. также[править]
- Осмолярность — показатель концентрации белков и солей, создающих давление в одном литре смеси[1].
- Осмоль
- Осмос