«Осмотическое давление»

см. Осмос.

диффузное давление, термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Если раствор отделен от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, то возможна лишь односторонняя диффузия — осмотическое всасывание растворителя через мембрану в раствор. В этом случае О. д. становится доступной для прямого измерения величиной, равной избыточному давлению, приложенному со стороны раствора при осмотическом равновесии (см. Осмос). О. д. обусловлено понижением химического потенциала (См. Химический потенциал) растворителя в присутствии растворённого вещества. Тенденция системы выравнивать химические потенциалы во всех частях своего объёма и перейти в состояние с более низким уровнем свободной энергии (См. Свободная энергия) вызывает осмотическое (диффузионный) перенос вещества. О. д. в идеальных и предельно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворённых веществ; при постоянной температуре оно определяется только числом «кинетических элементов» — ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных частиц — в единице объёма раствора. Первые измерения О. д. произвёл В. Пфеффер (1877), исследуя водные растворы тростникового сахара. Его данные позволили Я. X. Вант-Гоффу установить (1887) зависимость О. д. от концентрации растворённого вещества, совпадающую по форме с Бойля - Мариотта законом для идеальных газов. Оказалось, что О. д. (p) численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму раствора. Для весьма разбавленных растворов недиссоциирующих веществ найденная закономерность с достаточной точностью описывается уравнением: πV = nRT, где n — число молей растворённого вещества в объёме раствора V; R — универсальная газовая постоянная; Т — абсолютная температура. В случае диссоциации вещества в растворе на ионы в правую часть уравнения вводится множитель i > 1, коэффициент Вант-Гоффа; при ассоциации растворённого вещества i g, называемое осмотическим коэффициентом, увеличивается с ростом концентрации. Растворы с одинаковым О. д. называется изотоническими или изоосмотическими. Так, различные кровезаменители и физиологические растворы изотоничны относительно внутренних жидкостей организма. Если один раствор в сравнении с другим имеет более высокое О. д., его называют гипертоническим, а имеющий более низкое О. д. — гипотоническим.

О. д. измеряют с помощью специальных приборов — осмометров. Различают статические и динамические методы измерения. Первый метод основан на определении избыточного гидростатического давления по высоте столба жидкости Н в трубке осмометров (рис.) после установления осмотического равновесия при равенстве внешних давлений p_A и р_Б в камерах А и Б. Второй метод сводится к измерению скоростей v всасывания и выдавливания растворителя из осмотической ячейки при различных значениях избыточного давления Δp = p_A — р_Б с последующей интерполяцией полученных данных к ν = 0 при Δp = π. Многие осмометры позволяют использовать оба метода. Одна из главных трудностей в измерении О. д. — правильный подбор полупроницаемых мембран. Обычно применяют плёнки из целлофана, природных и синтетических полимеров, пористые керамические и стеклянные перегородки. Учение о методах и технике измерения О. д. называются осмометрией. Основное приложение осмометрии — определение молекулярной массы (М) полимеров. Значения М вычисляют из соотношения с — концентрация полимера по массе; А — коэффициент, зависящий от строения макромолекулы.

О. д. может достигать значительных величин. Например, 4%-ный раствор сахара при комнатной температуре имеет О. д. около 0,3 Мн/м², а 53%-ный — около 10 Мн/м²; О. д. морской воды около 0,27 Мн/м².

Л. А. Шиц.

О. д. в клетках животных, растений, микроорганизмов и в биологических жидкостях зависит от концентрации веществ, растворённых в их жидких средах. Солевой состав биологических жидкостей и клеток, характерный для организмов каждого вида, поддерживается избирательной проницаемостью биологических мембран (См. Проницаемость биологических мембран) для разных солей и активным транспортом ионов. Относительное постоянство О. д. обеспечивается водно-солевым обменом (См. Водно-солевой обмен), т. е. всасыванием, распределением, потреблением и выделением воды и солей (см. Выделение, Выделительная система, Осморегуляция). У т. н. гиперосмотических организмов внутреннего О. д. больше внешнего, у гипоосмотических — меньше внешнего; у изоосмотических (пойкилоосмотических) внутреннее О. д. равно внешнему. В первом случае ноны активно поглощаются организмом и задерживаются в нём, а вода поступает через биологич. мембраны пассивно, в соответствии с осмотическим градиентом. Гиперосмотическая регуляция свойственна пресноводным организмам, мор. хрящевым рыбам (акулы, скаты) и всем растениям. У организмов с гипоосмотической регуляцией имеются приспособления для активного выделения солей. У костистых рыб преобладающие в океанических водах ионы Na⁺ и Cl^— выделяются через жабры, у морских пресмыкающихся (змеи и черепахи) и у птиц — через особые солевые железы, расположенные в области головы. Ионы Mg²⁺, SO₄^2-, ⁺ и Cl^—; в личинках насекомых — за счёт разнообразных низкомолекулярных метаболитов. У морских одноклеточных, иглокожих, головоногих моллюсков, миксин и др. изоосмотических организмов, у которых О. д. определяется О. д. внешней среды и равно ему, механизмы осморегуляции отсутствуют (исключая клеточные).

Диапазон средних величин О. д. в клетках организмов, не способных поддерживать осмотический Гомеостаз, довольно широк и зависит от вида и возраста организма, типа клеток и О. д. окружающей среды. В оптимальных условиях О. д. клеточного сока наземных органов болотных растений колеблется от 2 до 16 ат, у степных — от 8 до 40 ат. В разных клетках растения О. д. может резко различаться (так, у мангровых О. д. клеточного сока около 60 ат, а О. д. в сосудах ксилемы не превышает 1—2 ат). У гомойосмотических организмов, т. е. способных поддерживать относительное постоянство О. д., средней величины и диапазон колебаний О. д. различны (дождевой червь — 3,6—4,8 ат, пресноводные рыбы — 6,0—6,6, океанические костистые рыбы — 7,8—8,5, акуловые — 22,3—23,2, млекопитающие — 6,6—8,0 ат). У млекопитающих О. д. большинства биологических жидкостей равно О. д. крови (исключение составляют жидкости, выделяемые некоторыми железами, — слюна, пот, моча и др.). О. д., создаваемое в клетках животных высокомолекулярными соединениями (белки, полисахариды и др.), незначительно, но играет важную роль в обмене веществ (см. Онкотическое давление).

Ю. В. Наточин, В. В. Кабанов.

Лит.: Мелвин-Хьюз Э. А., Физическая химия, пер. с англ., кн. 1—2, М., 1962; Курс физической химии, под ред. Я. И. Герасимова, т. 1—2, М. — Л., 1963—1966; Пасынский А. Г., Коллоидная химия, 3 изд., М., 1968: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Гриффин Д., Новик Эл., Живой организм, пер. с англ., 1973; Нобел П., Физиология растительной клетки (физико-химический подход), пер. с англ., М., 1973.

Принципиальная схема осмометра: А — камера для раствора; Б — камера для растворителя; М — мембрана. Уровни жидкости в трубках при осмотическом равновесии: а и б — в условиях равенства внешних давлений в камерах А и Б, когда ρ_А = ρ_Б, при этом Н — столб жидкости, уравновешивающий осмотическое давление; б — в условиях неравенства внешних давлений, когда ρ_А — ρ_Б = π.

osmotic pressure

osmotic pressure

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

(диффузное давление), термодинамич. параметр, характеризующий стремление р-ра к понижению концентрации при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворителя и растворённого в-ва. Если р-р отделён от растворителя полупроницаемой мембраной, то возможна лишь односторонняя диффузия — всасывание растворителя через мембрану в р-р (см. ОСМОС). В этом случае О. д. можно измерить: оно равно избыточному давлению, к-рое необходимо приложить со стороны р-ра, чтобы прекратить осмос.

О. д. обусловлено понижением химического потенциала растворителя в присутствии растворённого в-ва. Тенденция системы к выравниванию хим. потенциалов всех её частей и к переходу в состояние с более низким уровнем свободной энергии и вызывает осмотич. перенос в-ва. О. д. в идеальных и предельно разбавл. р-рах не зависит от природы растворителя и растворённых в-в; при пост. темп-ре оно определяется только числом «кинетич. элементов» (ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных ч-ц) в ед. объёма р-ра.

Первые измерения О. д. произвёл нем. ботаник В. Пфеффер (1877), исследуя водные р-ры сахара. Его данные позволили голл. химику Я. X. Вант-Гоффу установить в 1887 зависимость О. д. от концентрации растворённого в-ва, совпадающую по форме с Бойля — Мариотта законом для идеальных газов. Оказалось, что О. д. (p) численно равно давлению, к-рое оказало бы растворённое в-во, если бы оно при данной темп-ре находилось в состоянии идеального газа и занимало объём, равный объёму р-ра. Для разбавл. р-ров недиссоциирующих в-в найденная закономерность с достаточной точностью описывается ур-нием: pV=nRT, где n — число молей растворённого в-ва в объёме V р-ра и R — универсальная газовая постоянная. В случае диссоциации молекул в-ва в правую часть ур-ния вводится множитель i>1 — коэффициент Вант-Гоффа; при ассоциации в-ва i<1. О. д. реального р-ра (p') всегда выше, чем идеального (я"), причём отношение p'/p"= g, наз. осмотическим коэффициентом, увеличивается с ростом концентрации. Р-ры с одинаковым О. д. наз. изотоническими или изоосмотическими. Так, разл. кровезаменители и физиол. р-ры изотоничны относительно внутр. жидкостей организма. Если один р-р в сравнении с другим имеет более высокое О. д., его наз. гипертоническим, а имеющий более низкое О. д.— гипотоническим.

Научно-технический энциклопедический словарь

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ (обозначение П), давление, оказываемое растворенным веществом посредством движения его молекул. В разбавленном растворе давление изменяется в зависимости от концентрации и температуры, как если бы раствор был газом, занимающим тот же объем. Оно равно давлению, которое должно быть приложено в противовес процессу ОСМОСА в растворе. Осмотическое давление получается из формулы ПV=nRT, где n - количество молей в растворе, V - объем, Т - температура, R - газовая постоянная.

Источник: Научно-технический энциклопедический словарь

Медицинская энциклопедия

избыточное гидростатическое давление на раствор, отделенный от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану; уровень О. д. в клетках и внутренней среде организма играет важную роль в процессах его жизнедеятельности.

Источник: Медицинская энциклопедия

Биологический энциклопедический словарь

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ

избыточное внеш. давление, крое необходимо приложить к раствору, чтобы противодействовать поступлению в него растворителя через разделяющую их полупроницаемую мембрану. По величине О. д. различают: изотонические, или изоосмотические, растворы, имеющие одинаковое О. д. (независимо от состава); гипертонические— с более высоким О. д., и гипотонические растворы — с более низким О. д. По величине О. д. жидкостей внутр. среды организма (кровь, гемолимфа) в сравнении с О. д. окружающей среды водные организмы делят на гипер-, гипо- и изоосмотические. В клетках и биол. жидкостях О. д. зависит от концентрации растворённых в них веществ. У гомойосмотических животных ср. величина и диапазон О. д. различны: у дождевых червей 3,6—4,8 атм, пресноводных рыб 6,0—6,6, океанич. костистых рыб 7,8— 8,5, акуловых 22,3—23,2, млекопитающих 6,6—8,0 атм. У гиперосмотич. животных (пресноводные организмы, нек-рые мор. хрящевые рыбы) внутр. О. д. крови больше, чем О. д. внешней среды. Ионы могут активно поглощаться организмом и задерживаются в нём, а вода поступает через биол. мембраны пассивно, в соответствии с осмотич. градиентом. У гипоосмотич. животных (костистые рыбы, нек-рые мор. пресмыкающиеся, птицы) О. д. крови меньше, чем во внешней среде. У пойкилосмотических животных О. д. внутр. среды равно О. д. внеш. среды. Относит, постоянство О. д. обеспечивается осморегулирующими органами. (см. ОСМОРЕГУЛЯЦИЯ).

.

Источник: Биологический энциклопедический словарь

Большой энциклопедический политехнический словарь

избыточное гидростатич. давление р-ра, препятствующее диффузии растворителя через полупроницаемую мембрану (см. Осмос). О. д. обусловлено различием значений химического потенциала растворителя по обе стороны полупроницаемой мембраны. О. д. играет важную роль в процессах жизнедеятельности - в живых клетках О. д. достигает неск. МПа. Измерение О. д. (осмометрия) осуществляют для определения молекулярных масс разл. соединений. См. рис.

Источник: Большой энциклопедический политехнический словарь

Большая политехническая энциклопедия

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ — избыточное гидростатическое давление со стороны раствора, препятствующее проникновению растворителя из менее концентрированного в более концентрированный раствор через разделяющую эти два раствора тонкую пористую перегородку (мембрану), не проницаемую для растворённых веществ; одностороннее проникновение растворителя через мембрану в раствор обусловлено осмосом (см.). В этом случае О. д. можно измерить: оно равно избыточному давлению, которое необходимо приложить со стороны раствора, чтобы прекратить осмос. О. д. численно равно давлению, которое оказало бы растворённое вещество, если бы оно при данной температуре находилось в состоянии идеального газа (см.) и занимало объём, равный объёму раствора.

Источник: Большая политехническая энциклопедия

Русско-английский политехнический словарь

osmotic pressure

* * *

osmotic pressure

Источник: Русско-английский политехнический словарь

Dictionnaire technique russo-italien

pressione osmotica

Источник: Dictionnaire technique russo-italien