Osmotischer Druck ist der Druck, der auf eine Lösung angewandt werden muss, den innerlichen Fluss von Wasser über eine halbdurchlässige Membran zu verhindern. Es wird auch definiert, weil der minimale Druck Osmose ungültig machen musste.

Das Phänomen des osmotischen Drucks entsteht aus der Tendenz eines reinen Lösungsmittels, sich durch eine halbdurchlässige Membran und in eine Lösung zu bewegen, die einen solute enthält, für den die Membran undurchlässig ist. Dieser Prozess ist von Lebenswichtigkeit in der Biologie, weil die Membran der Zelle zu vielen der in lebenden Organismen gefundenen solutes auswählend ist.

Um sich diese Wirkung zu vergegenwärtigen, stellen Sie sich eine U-förmige klare Tube mit gleichen Beträgen von Wasser auf jeder Seite vor, die durch eine Membran an seiner Basis getrennt ist, die für Zuckermoleküle (gemacht von Dialyse-Röhren) undurchlässig ist. Zucker ist zum Wasser auf einer Seite hinzugefügt worden. Die Höhe des Wassers auf jeder Seite wird sich proportional zum Druck der Lösungen ändern.

Osmotischer Druck veranlasst die Höhe des Wassers in der Abteilung, die den Zucker enthält, sich wegen der Bewegung des reinen Wassers von der Abteilung ohne Zucker in die Abteilung zu erheben, die das Zuckerwasser enthält. Dieser Prozess wird anhalten, sobald der Druck von Wasser- und Zuckerwasser zu beiden Seiten der Membran ausgeglichen wird. (Sieh Osmose).

Kombi von Jacobus Henricus 't Hoff hat zuerst eine Formel vorgeschlagen, für den osmotischen Druck zu berechnen, aber das wurde später durch Morsezeichen von Harmon Northrop übertroffen.

Osmotisches Potenzial ist das Gegenteil des Wasserpotenzials, das der Grad ist, zu dem ein Lösungsmittel dazu neigt, in einer Flüssigkeit zu bleiben.

Thermodynamische Erklärung

Denken Sie das System am Punkt es hat Gleichgewicht erreicht. Die Bedingung dafür besteht darin, dass das chemische Potenzial des Lösungsmittels (da nur es frei ist, zum Gleichgewicht zu fließen) an beiden Seiten der Membran gleich ist. Die Abteilung, die das reine Lösungsmittel enthält, hat ein chemisches Potenzial dessen. Auf der anderen Seite hat die Abteilung, die den solute enthält, einen zusätzlichen Beitrag vom solute (factored als der Maulwurf-Bruchteil des solute,

wo p den Außendruck, l das Lösungsmittel, der Maulwurf-Bruchteil des Lösungsmittels und des osmotischen durch den solutes ausgeübten Drucks anzeigt. Die Hinzufügung von solute vermindert das chemische Potenzial (eine entropic Wirkung), während der Druck das chemische Potenzial vergrößert, und so ein Gleichgewicht erreicht wird.

Bemerken Sie, dass die Anwesenheit des solute das Potenzial vermindert wegen, kleiner zu sein, als 1.

Abstammung des osmotischen Drucks

Um, der osmotische Druck zu finden, können wir die chemischen Potenziale ausführlich schreiben:

Der negative Ausdruck ist links ein Ergebnis der Zunahme in verfügbaren Staaten, eine Zunahme im Wärmegewicht und der Verminderung des chemischen Potenzials verursachend. Die Hinzufügung zum Druck wird durch den Ausdruck für die Energie der Vergrößerung ausgedrückt:

Das Einfügen des Ausdrucks, der oben in die chemische potenzielle Gleichung für das komplette System und Umordnen präsentiert ist, wird erreichen:

Morsezeichen-Gleichung

Dem osmotischen Druck Π einer idealen Lösung kann mit der Morsezeichen-Gleichung (genannt nach Morsezeichen von Harmon Northrop) näher gekommen werden:

:

:i ist der ohne Dimension Kombi 't Faktor von Hoff

:M ist der molarity

:R=0.0821 L atm K mol ist der unveränderliche Gas-

:T ist die thermodynamische (absolute) Temperatur

Diese Gleichung gibt den Druck auf eine Seite der Membran; der Gesamtdruck auf die Membran wird durch den Unterschied zwischen dem Druck auf die zwei Seiten gegeben. Bemerken Sie die Ähnlichkeit der obengenannten Formel zum idealen Gasgesetz und auch, dass osmotischer Druck von der Partikel-Anklage nicht abhängig ist. Diese Gleichung wurde durch den Kombi 't Hoff abgeleitet.

Osmotischer Druck ist ein wichtiges Faktor-Beeinflussen Zellen. Osmoregulation ist der homeostasis Mechanismus eines Organismus, Gleichgewicht im osmotischen Druck zu erreichen.

• Hypermuskeltonus ist die Anwesenheit einer Lösung, die Zellen veranlasst zurückzuweichen.
• Hypotonicity ist die Anwesenheit einer Lösung, die Zellen veranlasst zu schwellen.
• Isotonic ist die Anwesenheit einer Lösung, die keine Änderung im Zellvolumen erzeugt.

Wenn eine biologische Zelle in einer hypotonic Umgebung ist, sammelt das Zellinterieur Wasser, Wasserflüsse über die Zellmembran in die Zelle an, sie veranlassend, sich auszubreiten. In Pflanzenzellen schränkt die Zellwand die Vergrößerung ein, auf Druck auf die Zellwand aus dem genannten turgor Druck hinauslaufend.

Anwendungen

Osmotischer Druck ist die Basis durchzuscheinen ("Rückosmose"), ein Prozess hat allgemein gepflegt, Wasser zu reinigen. Das zu reinigende Wasser wird in einen Raum gelegt und unter einem Betrag des Drucks gestellt, der größer ist als der osmotische Druck, der durch das Wasser und den darin aufgelösten solutes ausgeübt ist. Ein Teil des Raums öffnet sich zu einer unterschiedlich durchlässigen Membran, die Wassermoleküle durch, aber nicht die solute Partikeln lässt. Der osmotische Druck von Ozeanwasser ist ungefähr 27 atm. Rückosmose entsalzt Süßwasser von Ozeansalz-Wasser.

Osmotischer Druck ist für viele Pflanzenfunktionen notwendig. Es ist der resultierende turgor Druck auf die Zellwand, die krautartigen Werken erlaubt, aufrecht zu stehen, und wie Werke die Öffnung ihrer Stomata regeln. In Tierzellen, die an einer Zellwand jedoch Mangel haben, kann übermäßiger osmotischer Druck auf cytolysis hinauslaufen.

• Zellwand
• Cytolysis
• Wirkung von Gibbs-Donnan
• Osmose
• Zelle von Pfeffer
• Plasmolysis
• Druck von Turgor

Für die Berechnung des Molekulargewichtes durch das Verwenden colligative von Eigenschaften ist osmotischer Druck das bevorzugteste Eigentum.

Potenzieller osmotischer Druck

Potenzieller osmotischer Druck ist der maximale osmotische Druck, der sich in einer Lösung entwickeln konnte, wenn es von destilliertem Wasser durch eine auswählend durchlässige Membran getrennt wurde. Es ist die Zahl von solute Partikeln in einem Einheitsvolumen der Lösung, die direkt seinen potenziellen osmotischen Druck bestimmt. Wenn man auf das Gleichgewicht wartet, erreicht osmotischer Druck potenziellen osmotischen Druck.

Siehe auch

• Kombi von Jacobus Henricus 't Hoff
• Eigenschaften von Colligative

Außenverbindungen

• Osmotischer Druck und Potenzial
• Osmotischer Druck
• Nobelpreis-Vortrag auf dem osmotischen Druck und chemischen Gleichgewicht (pdf)