Осмос. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Осмос (от греч. osmos - толчок, давление) - самопроизвольный переход вещества через полупроницаемую перегородку (мембрану), разделяющую два раствора разл. концентрации или раствор и чистый растворитель. О. приближает систему к равновесию путём выравнивания концентраций по обе стороны перегородки. Он обусловлен понижением химического потенциала в присутствии растворённого вещества. Стремясь к выравниванию хим. потенциалов всех своих частей, система переходит в состояние с более низким уровнем свободной энергии при осмотпч. переносе вещества.
Наиб. важный случай О. - переход молекул чистого растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку, не пропускающую молекулы растворённого вещества. В этом случае происходит переход молекул из чистого растворителя в раствор, концентрация к-рого при этом понижается. В общем случае двух растворов А и В разной концентрации (концентрация раствора А больше, чем В)возникает поток вещества от А к В. Этот поток можно предотвратить, если повысить давление в растворе В, причём разность давлений

по обе стороны перегородки при этих условиях наз. осмотическим давлением, а достигнутое термодинамич. равновесие - осмотич. равновесием. Значение

зависит от состава раствора и температуры и для разбавленных и идеальных растворов не зависит от растворённых веществ, а определяется лишь числом "кинетич. элементов" - атомов, ионов, молекул - в единице объёма раствора.
Если А - чистый растворитель, а В - идеальный раствор неэлектролита (недиссоциирующего вещества), то

где V - молярный объём растворителя, х - мольная доля растворённого вещества. Для разбавленных растворов (х1) неэлектролитов

где с - молярность раствора. Из этого ур-ния (ур-ния состояния Вант-Гоффа), совпадающего по форме с ур-нием Бойля - Мариотта для идеального газа, следует, что

численно равно парциальному давлению, к-рое оказывало бы растворённое вещество в состоянии идеального газа при той же температуре, занимая объём, равный объёму раствора. Для разбавленных растворов электролитов

где i = l+

(v - 1),

- степень диссоциации, v - число ионов, на к-рое распадается молекула электролита; коэф. i наз. коэффициентом Вант-Гоффа.
Растворы с одинаковым

наз. изотоническими (изоосмотическими). Так, кровезаменители и физиологич. растворы должны быть изотоничны по отношению к жидкостям организма. Если раствор имеет относительно др. раствора более высокое осмотич. давление, то он наз. гипертоническим, при обратном соотношении - гипотоническим.
Осмотич. давление измеряют с помощью осмометров. Различают статич. и динамич. методы измерений. Первый основан на измерении избыточного гидростатич. давления

р по высоте столба жидкости Н в трубке осмометра (рис.) после установления осмотич. равновесия и при равенстве внеш. давлений в камерах А и Б. Второй метод основан на измерении скорости всасывания и выдавливания растворителя при разл. значениях

р с последующей интерполяцией полученных данных к v = 0 и

В качестве мембраны обычно применяют плёнки из целлофана, полимеров, пористые керамич. и стеклянные перегородки.

Схема осмометра: А - камера с раствором, Б - камера с растворителем, М - мембрана; уровни жидкости в трубках при осмотическом равновесии: а и в - в условиях равенства внешних давлений в камерах А и Б (столб жидкости Н уравновешивается

); б - в условиях, когда

О. играет большую роль в тканях растений и животных, способствуя оводнению клеток и межклеточных структур, его используют для очистки высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных примесей. Осн. приложеиие осмометрии - определение мол. массы полимеров.

Литература по осмосу

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.