Осмос. Жартылай өткізгіш арқылы өтетін бір жақты диффузия құбылысы – осмос деп аталады. Судың молекулаларын өткiзетiн ал ерiген заттың молекулаларын өткiзбейтiн жартылай өткiзгiштен жасалған ыдыс осмометр деп аталады . Осы кіші ыдысқа концентрлі ерiтiндiнi (С1) құйып, екiншi (концентрациясы аз С2) ыдыстың iшiне қойса, бiр жақты диффузия байқалады. Мұнда су молекулалары ғана, яғни С1С2 болғандықтан, жартылай өткiзгiш арқылы концентрациясы аз ерiтiндiден (үлкен ыдыстан) кiшi ыдысқа өтедi. . Мұндай жартылай өткізгіш қабыршақтарды синтездеуге болады. Мысалы саздан жасалған ыдысқа мына тұздардың ерітінділерін құйса:
2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4.
Онда ол ыдыста жартылай өткізгіштік қасиет пайда болады, себебі Cu2[Fe(CN)6] жартылай өткізгіштік қасиеті бар.
Осындай жартылай өткiзгiш арқылы бiржақты диффузияны – осмос деп атайды (osmos грек тiлiнде – басу, итеру деген мағынада).
Сұйықтардың өзара ерiгiштiгiнiң мәнiн алдын-ала сипаттайтын жалпы теория жоқ. Бiрақ, сұйықтардың табиғаты неғұрлым жақын болса, соғұрлым бiр-бiрiнде жақсы еритiнi белгiлi, яғни “ұқсастар ұқсастарда жақсы еридi” деген эмпирикалық ереже орындалады.
Газдардың сұйықта еруi Генри заңына бағынады:
тұрақты температурада еріткіштің кесімді көлеміндегі газдың еруі сол газдың ерiткiшке жасайтын парциалды қысымына тура пропорционал: Сс =КР
мұнда, Сс-сұйық заттың концентрациясы, К-Генри тұрақтылығы, Р-газдың парциалды қысымы. Мысалы, сұйық ерiткiште бiр емес, бiрнеше газдардың қоспасы еритiн болса, онда газдардың ерiгiштiгi алынған қоспаның жалпы қысымымен емес, қоспадағы әрбiр газдың өзiне тән сыбағалы (парциал) қысымымен аңықталады. Бұл жағдай Дальтон заңы мен өрнектеледi:
Голландия химигi Вант-Гофф 1886 ж. сұйытылған электролит емес ерiтiндiлердiң осмос қысымы ерiтiндiнiң концентрациясы мен температураға тәуелдi екендiгiн тапты. Ол Менделеев-Клайперон теңдеуiне сүйене отырып, бұл теңдеудегi көлем (V) мағынасын концентрация (с) арқылы V=m/c белгілеп, осмос қысымының (Р) теңдеуiн шығарды:
PV=mRT, P=cRT.
Мұнда: Р – ерiтiндiнiң осмос қысымы, Па; с – ерiтiндiнiң молярлық концентрациясы, моль/л; m – V көлемдегi ерiген заттың моль саны, R=8,314 Дж/моль.К; Т – абсолюттiк температура.
Осмос қысымы Вант-Гофф заңымен былай сипатталады: ерiтiндiнiң осмос қысымы, сол ерiген зат газ күйiнде болып, осы температурада, ерiтiндiнiң көлемiндей көлем алып тұрғандағы туғызатын қысымына тең.
Айта кету керек, Вант-Гофф еру процесiн тек бiр жақты физикалық құбылыс ретiнде қарастырды, ол ерiткiштiң және ерiген заттың табиғатына көңiл бөлмедi. Бұл Вант-Гофф теориясының кемшiлiгi болып саналады. Вант-Гофф заңы бойынша ерiген заттың молярлық массасын табуға болады. Ол үшін осмос қысымын анықтайтын теңдеуде P=cRT мольдік концентрацияның орнына с = қоятын болса, еріген заттың молярлық массасын табатын теңдеу шығады:
M = RT, демек с =
Көп жағдайда Вант-Гофф, Рауль заңдарын қолдану үшiн изотондық коэффициент i - коэффициентi енгiзiлдi. Сонда электролит ерiтiндiлерiне Вант-Гофф, Рауль заңдарын қолдану үшiн мына математикалық теңдеулердi алды:осмос қысымы
Р =icRT
Вант-Гофф заңын тек электролит емес сұйытылған ерiтiндiлер үшiн де пайдалануға болады. Тұздардың, қышқылдардың және гидроксидтердің ерiтiндiлерi бұл заңға бағынбайды.
Массасын анықтау үшін сұйық ерітінділердің басқа қасиеттерін қолдануға болады (ерiтiндiлердiң бу қысымының өзгеруi, ерiтiндiлердiң қату температурасының өсуi). Бұл қасиеттер Рауль заңдарына бағынады. Еріген заттың моль саны (n) 1000 г еріткішке есептеледі.
Француз ғалымы Ф.Рауль 1887 жылы келесi заңды ашты: ерiткiштiң қаныққан бу қысымының ерiтiндi бетiндегi салыстырмалы кемуi ерiген заттың молярлық үлесiне тең:
мұнда Р0 – таза ерiткiштiң бу қысымы; Р – ерiтiндiнiң бу қысымы; N3 – ерiген заттың молярлық үлесi,
N3=
Мұнда nз, nерiт – ерiген зат пен ерiткiштiң моль сандары.
Бұл Раульдiң бiрiншi заңы деп аталады.
Рауль көптеген ерiтiндiлердiң қату және қайнау температураларын өлшеп қорытынды жасады. Ерiтiндiнiң қайнау температурасының жоғарылауы мен қату температурасының төмендеуi ерiген заттың концентрациясына пропорционал (Раульдiң екiншi заңы).
Математикалық түрде Раульдiң екiншi заңы былай өрнектеледі:
tқайнау = Еm
tқату = Кm
Мұнда, m-ерiтiндiнiң мольдік концентрациясы, Е- эбулиоскопиялық (эбулио-қайнау) тұрақты, К-криоскопиялық (криос-салқын) тұрақты, tқайнау - қайнау температурасының жоғарылауы, tқату - қату температурасының төмендеуі.
Эбулиоскопиялық және криоскопиялық тұрақтылар тек ерiгiштiң табиғатына байланысты. Бұл тұрақтыларды К, Е тәжірибелік жолмен tқайнау, tқату мөлшерлердi қолдана отырып, концентрациясы белгiлi ерiтiндiлер үшін анықтайды.
-кестеде кейбiр ерiткiштердің криоскопиялық және эбулиоскопиялық константалары берiлген.
Криоскопиялық (К), эбулиоскопиялық (Е) тұрақтылар
Достарыңызбен бөлісу: | 
