dvokomponentni sistemi: razblaženi rastvoridvokomponentni sistemi: razblaženi rastvori pod...
TRANSCRIPT
Dvokomponentni sistemi: razblaženi rastvori
Pod rastvorom se podrazumeva jednofaznisistem (bilo kog agregatnog stanja) od dve iliviše komponenata u kome su hemijske vrstekoje ga sačinjavaju dispergovane do veličinemolekula. Pretpostavka: razmatraju se sistemi čijekomponenteo međusobno hemijski ne reaguju i okoji ne podležu elektrolitičkoj disocijaciji
Tipovi rastvora
Faza Rastvorak Rastvarač Primer
GasTečnostTečnost
Čvrsto legureH2 u Pt
Koka-kolaantifriz
Koka-kolavazduhgas
tečnosttečnosttečnostčvrstočvrstočvrsto
gasčvrstotečnost
gas
gas
TečnostČvrsto
KKoncentraoncentracciija rastvoraja rastvora
Jedinice Symbol Definition
Maseni procenti
Parts per million
Masa/zapremina proc.Zapreminski proc.
% m/m% v/v% m/v
ppm
(mrastvorak/mrastvor ) x100(vrastvorake/vrastvor ) x100(mrastvorake/vrastvor ) x100
mgrastvorak/Lrastvor
Parts per billion ppb µgrastvorak/Lrastvor
MolarnostMolalnost
M
m
molrastvorak/Lrastvor
molrastvorak/kgrastvarač
MasMaseni eni % % rastvorkarastvorkamasa rastvorka
Totalna masa rastvoraMas % rastvorak= x 100
ppb rastvorak = mass % x 10 9
masa rastvorkatotalna masa rastvorappm rastvorak = x 10 6
ppm rastvorak(vodeni rastvor) = mg rastvorak / Lrastvor
ppb rastvorak (vodeni rastvor) = µg rastvorak / Lrastvor
Kada je koncentracija tako niska da je d ~ dvoda:
NaNaččin izrain izražžavanja koncentaricije avanja koncentaricije zavisi od osobina komponenatazavisi od osobina komponenata
Ako su komponente sliAko su komponente sliččnih tanih taččki ki kljuključčanja i topljenja onda se koriste anja i topljenja onda se koriste molski udeli.molski udeli.
Ako se komponente veoma Ako se komponente veoma razlikuju, onda se korste molaliteti razlikuju, onda se korste molaliteti ili molaritetiili molariteti
Koligativne osobineKKoligativoligativnne e osobineosobinePri dodavanju rastvorka rastvaraču, osobine
rastvarača se modifikuju.•Napon pare opada•Tačka mržnjenja opada•Tačka ključanja raste•Osmoza je moguća (osmotski pritisak)Ove promene se zovu KOLIGATIVNE
OSOBINE. Ove osobine zavise samo od BROJA čestica
rastvorka a ne i od PRIRODE I VRSTE rastvorenih čestica.
Pri dodavanju rastvorka rastvaraPri dodavanju rastvorka rastvaračču, osobine u, osobine rastvararastvaračča se modifikujua se modifikuju..
•• Napon pareNapon pare opadaopada•• TaTaččka mrka mržžnjenjanjenja opadaopada•• TaTaččka kljuka ključčanjaanja rasteraste•• OsmoOsmoza je moguza je moguććaa ((osmotosmotskski pri pritisakitisak))Ove promene se zovuOve promene se zovu KOKOLIGATIVLIGATIVNNE E
OSOBINEOSOBINE. . Ove osobine zavise samo odOve osobine zavise samo od BROJABROJA ččestica estica
rastvorka a ne i od rastvorka a ne i od PRIRODE I VRSTE PRIRODE I VRSTE rastvorenih rastvorenih ččesticaestica..
Koligativne osobine
Kada se govori o koligativnim osobinama, pretpostavlja se da je:
rastvorak neisparljiv tj. ne učestvuje u gasnoj fazi,
da ne gradi čvrst rastvor sa rastvaračem
njegova količina je mnogo manja od količine rastvarača, pa je stoga rastvor razblažen
rastvorak ne menja svoj hemijski oblik pri rastvaranjutj. ne reaguje hemijski sa rastvaračem, ne asosuje nitidisosuje pri rastvaranju
Tt0Tt Tk
0 Tk
μ(t)
μ0(~) μ0(t)
μ0(g)
rastvara~
rastvor
T
μ
10
11 ln)()( xRTtt += μμ
Napon pare neke supstancije određen je težnjom čitavog sistema da isparavanjempređe u neuređenije stanje. Ako se supstancijarastvori u rastvaraču postići će se već u tečnom stanju veći stepen neuređenosti negou rastvaraču pa će se smanjiti težnja zaisparavanjem i čitav sistem će postići istopovećanje entropije kada manja količinarastvarača ispari. Time se snižava napon pare rastvarača, a tačka ključanja povećava. Primržnjenju, jednakost hemijskih potencijalaizmađu tečnog rastvora i čvrstog rastvarača ćese postići pri nižoj temperaturi nego kod čistogtečnog rastvarača, jer prisustvo rastvorka u rastvoru dovodi do povećane entropije, pa ćesistem težiti da zadrži stanje veće entropije i rastvor će mrznuti na nižoj temperaturi odčistog rastvarača.
Koligativne osobine
KKoligativoligativnnee osobineosobineSniSnižženje napona pareenje napona pare
Rastvarač Rastvor
Relativno sniženje napona pare:
20
0
xppp=
−
isto za sverastvore istekoncentracije(nezavisno odpriroderastvarača)
ne zavisi odtemperature
Da bi ovo biloispunjeno potrebno je daje diferencijalna toplotarazblaživanja jednakanuli tj. da je rastvoridealan
KKoligativoligativnnee osobineosobineSniSnižženje napona pareenje napona pare
Rastvarač
Rastvor
Relativno sniženje napona pare:
20
0
xppp=
−
isto za sverastvore istekoncentracije(nezavisno odpriroderastvarača)
ne zavisi odtemperature
Da bi ovo biloispunjeno potrebno je daje diferencijalna toplotarazblaživanja jednakanuli tj. da je rastvoridealan
Molekulirastvarača
Neisparljivi molekulirastvorka
Uticaj rastvorka nanapon pare rastvora
Koligativne osobine-sniženje napona pare
p = p0x1
Raulov zakon:u razblaženomrastvoru napon pare isparljivog tastvaračasrazmeran je svojojkoncentracijiu rastvoru izraženoj u molskim frakcijama, pričemu je konstantaproporcionalnosti jednakanaponu pare čistog rastvarača.
•Von Babo•Raoult
Koligativne osobine-sniženje napona pare
21
12
1
2
21
20
0
MmMm
nn
nnn
ppp
=≈+
=−
Merenjem relativnog sniženja napona pare moguće je odrediti molarnu masu rastvorene supstancije M2
Metode za merenje relativnog sniženja napona pare:•diferencijalna, dinamička, transpiraciona, metodatačke rose ili izopiestička
Koligativne osobine-povišenje tačke ključanja
Δp
A
C
B
p0
p
p0
p
T0kTt
0Tt TkΔTkΔTt
DEF
p~
pt
rastvor
~ ist te~ anrastvara~
~ ist ~ vrstrastvara~
ta~ ka mr̀ njenjarastvora, Tt
ta~ ka klju~ anjarastvara~ a
1 bar
T
p
ΔTk = Tk − Tk0 ∼AB
(p0− p) /p0 ∼AC
0
0
.pppTconst
ACAB
k−
∝Δ→≈
Relativno sniženje napona pare razblaženog rastvora srazmerno je molskoj frakciji rastvorene supstancije (što predstavlja drugi oblikRaulovog zakona) pa je i povišenje tačke ključanja srazmerno samokoncentraciji rastvorka u molskim frakcijama, a ne zavisi od njegoveprirode.
KKoligativoligativnne e osobineosobinePoviPoviššenje taenje taččke kljuke ključčanjaanja
Tačka ključanja rastvoraTačka ključanja rastvarača
Tačka ključanjarastvora
Tačka ključanjarastvarača
Rastvor
Čist tečnirastvarač
Tečnost
Čvrsto
Čist čvrstrastvarač
Trojna tačkarastvora
Koligativne osobine-povišenje tačke ključanja
101
01 ln)()( xRTtg += μμ
Ravnoteža tečni rastvor-para
RTG
RTtg
x misp ,01
01
2)()(
)1ln(Δμμ
=−
=− )()( 01
01, tgG misp μμΔ −=
mispmispmisp STHG ,,, ΔΔΔ −=RS
RTH
x misp
k
misp ,,2 )1ln(
ΔΔ−=− na Tk
RS
RTH misp
k
misp ,0,01ln
ΔΔ−==za x2= 0
- ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−=−
kk
misp
TTRH
x 11)1ln( 0,
2
Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
kk
ispm
TTRH
x 110
,2
Δx2<<1 ln(1− x2) ≈ − x2
Koligativne osobine-povišenje tačke ključanja
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
kk
ispm
TTRH
x 110
,2
Δ
02,
2k
kmisp
TT
RL
xΔ⋅=
Lisp,m =ΔHisp,m
Tk ⋅ Tk0 ≈ Tk
02
2,
02
xLRT
Tmisp
kk ⋅=Δ
12
12
1
2
21
22 mM
Mmnn
nnnx =≈+
=12
12
,
02
mMMm
LRT
Tmisp
kk ⋅=Δ
1000:: 12 mmn =
m-molalnost
mkm
MnLRTT e
misp
kk ⋅=
⋅⋅
⋅=Δ1000
1000
1
12
,
02
1,
02
1000M
LRTk
misp
ke ⋅= ebulioskopska
konstanta
KKoligativoligativnne e osobineosobineSniSnižženje taenje taččke mrke mržžnjenjanjenja
Tačka mržnjenjarastvoraTačka mržnjenja rastvarača
Tačka ključanjarastvora
Tačka ključanjarastvarača
Rastvor
Čist tečnirastvarač
Tečnost
Čvrsto
Čist čvrstrastvarač
Trojna tačkarastvora
Koligativne osobine-sniženje tačke mržnjenja
Ravnoteža čvrst rastvarač-para
na Tm
-
x2<<1,ln(1− x2) ≈ − x2
2,ln
RTL
dTpd msubč
=
2,ln
RTL
dTpd mispt
= Ravnoteža prehlađeni rastvarač-para
2,,)/ln(
RTLL
dTppd mispmsubtč −= p č = p1
P t=p1o
p1/pt = x1
2,1ln
RTL
dTxd mtop= ∫∫ =
0
12
,1
1lnm
m
T
T
mtop
x TdT
RL
xd ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−= 0
,1
11lnmm
mtop
TTRL
x
mkmML
RTT fmtop
mm =⋅
⋅=Δ 1
,
02
1000 top
m
mtop
mf l
RTML
RTk⋅
=⋅⋅
= 3
02
1,
3
02
1010
Koligativne osobine-sniženje tačke mržnjenja
mkmML
RTT fmtop
mm =⋅
⋅=Δ 1
,
02
1000 top
m
mtop
mf l
RTML
RTk⋅
=⋅⋅
= 3
02
1,
3
02
1010
Sniženje tačke mržnjenja izvedeno uz aproksimacije:da se para (iznad čvrste kao i iznad tečne faze) ponaša
po zakonima idealnog gasnog stanjada je zapremina pare mnogo veća od zapremine
tečnosti odnosno čvrste fazeda za rastvarač važi Raulov zakonlatentna toplota topljenja čvrstog rastavarača je
konstantna, nezavisna od temperaturerastvorak je neisparljiv, nije asosovan ni disosovan u
rastvoru i da ne gradi jedinjenje sa rastvaračemda se samo rastvarač izdvaja kao čvrsta faza
Koligativne osobine-sniženje tačke mržnjenja
mkmML
RTT fmtop
mm =⋅
⋅=Δ 1
,
02
1000 top
m
mtop
mf l
RTML
RTk⋅
=⋅⋅
= 3
02
1,
3
02
1010
Ispravnost primenjenih aproksimacija proverava se poređenjem rezultata eksperimentalnih merenja sa rezultatima dobijenim teorijskim izračunavanjem.•Pokazalo se da je sniženje tačke mržnjenja zaistasrazmerno molalitetu rastvora.•Slaganje izmerene i izračunate vrednosti za krioskopskukonstantu za poznatu molalnost rastvora.
Primena: antifriz (glikol), krv kod polarnih životinja(glicerol)
Rastvarač
Sirćetna kiselina
Benzen
Kamfor
t.t. (°C) Kf t.k.(°C) Kb
Voda 0.00 1.86 100.0 0.512
16.6 3.90 118.5 3.07
5.5 5.1 80.1 2.53
178 40 208.1 5.95
KKff and Kand Kbb ((°°C C kgkgsolventsolvent molmol --11solutesolute))
VanVan’’t Hofft Hoff--ov faktor ov faktor iiFaktor koji uzima u obzir odstupanje koligativnihosobina zbog elektrolitičke osobine rastvorka da disosuje na jone i time povećava broj čestica u rastvoru
Može se meriti kao:elektrolitnijerastvorakdavrednostocekivana
osobinaakoligativnmerenai =
a) Tipične vrednosti za neelektrolite (urea, saharoza, glukoza) i=1b) Za elektrolitičke rastvore
1,91,91,71,72,72,73,23,2
22223344
NaClNaClHIOHIO33
MgClMgCl22
AlClAlCl33
Mereno Mereno iiIdealno Idealno iiElektrolitElektrolit
KKoligativoligativnnee osobineosobine rastvorarastvora elektrolitaelektrolita1.00 M NaCl u vodi: T.M.= -3,37C (ne –1,86C kako se očekuje)!
Koligativne osobine zavise od broja čestica
Setimo se: NaCl Na+ + Cl-
Imamo 2.00M čestice i treba da dobijemo T.M: -(2x1.86o C) = -3.72oCUticaj unutrašnjih privlačenja dovodi do razlike u izmerenoj i izračunatoj vrednostiT.M. za jonske vrste.
Van’t Hoff-ov faktor omogućava nalaženje stepena disocijacijeelektrolita
( )( )izracunato
mereno
TTi
ΔΔ
=
OsmozaOsmozaOsmozaOsmoza je je kretanjekretanje vodevode ((rastvararastvaračča) a) kroz kroz polupropustljivu membranu iz oblasti nipolupropustljivu membranu iz oblasti nižžeg eg
osmotskog potencijala u oblast viosmotskog potencijala u oblast viššeg eg osmotskog potencijalaosmotskog potencijala
molekulivode molekuli
rastvorka
razblaženrastvor
koncentrovanirastvor
Kretanje vode
KKoligativoligativnne e osobineosobine
OsmozaOsmoza
Koncentrovanirastvor
Razblaženirastvor
Polupropustljivamembrana
Rastvarač prolazi a rastvorak ne!
OsmozaOsmoza
Osmoza je pojavaspontanog prolaskarastvarača krozpolupropustljivumembranu u rastvor, iligeneralano prolazrastvarača izrazblaženijeg u koncentraovanijirastvor, kada surastvori razdvojenipolupropustljivommembranom, nazivaosmozom.
OsmozaOsmozaAko se posuda koja je povezanasa živinim manometrom napunirastvorom i zatvori, a zatimspusti u čist rastvarač, tadausled osmoze rastvarač prodireu rastvor kroz membranustvarajući pritisak koji se merimanometrom. Ovaj pritisakkojim treba delovati na rastvorda bi se sprečio prolazakrastvarača u rastvor krozpolupropustljivu membranunaziva se osmotskim pritiskom.
PotencijalPotencijal vodevodePotencijalPotencijal vodevode je je merilomerilo mogumoguććnostinosti molekula vode da se kremolekula vode da se krećću u u u
rastvorrastvor. . Voda se uvek kreVoda se uvek krećće osmozom iz manje negativnog u vie osmozom iz manje negativnog u višše e negativan potencijal vodenegativan potencijal vode. . NajviNajvišši mogui mogućć potencijal vode je onaj za potencijal vode je onaj za ččistu vodu i on iznosi 0istu vodu i on iznosi 0, , svi ostali rastvori imaju negativan potencijal svi ostali rastvori imaju negativan potencijal
vodevode. . Potencijal vode se meri uPotencijal vode se meri u Pa.Pa.čista voda
0 kPArazblaženirastvor –200kPa
koncentrovanirastvor –500 kPa
voda difundujeod 0 do –200 kPa
voda difundujeod –200 do –500 kPa
OsmozaOsmozaFeferovi eksperimenti nisu bili savršeni ali su ipakposlužili kao eksperimentalna osnova Van’t Hofu zauočavanje analogije u ponašanju gasova i razblaženihrastvora
Zaključak o proporcionalnosti osmotskog pritiska sakoncentracijom razblaženog rastvora analogan je Bojl-Mariotovom zakonu za gasove
ΠVm = const1
Proporcionalnost osmotskog pritiska sa temperaturomznači da se Šarlov zakon može primeniti na razblaženerastvore:
Π/T = const2
OsmozaOsmoza
Kombinovanjem ova dva izraza dolazi se do izraza:
ΠVm = const⋅ TVan’t Hof je pokazao da konstanta u gornjoj jednačini, odgovara vrednosti molarne gasne konstante R. Do ovog zaključka je došao poredići osmotski pritisaksaharoze i gasni pritisak vodonika pri istoj temperaturii istim koncentracijama.
ΠVm = RT Π = CM RT
Van’t Hof-ova jednačina
OsmozaOsmoza--termodinamitermodinamiččko izvođenje ko izvođenje VanVan’’t Hofove jednat Hofove jednaččineine
10111 ln)(),( xRTPPx ++=+ ΠμΠμ
∫+
+=+Π
μΠμP
PmdPVPP )()( 0
101
∫+
++=Π
μμP
PmdPVxRTPP 1
01
01 ln)()(
∫+
=−ΠP
PmdPVxRT 1ln lnx1 = =ln(1− x2) ≈ − x2 RTx2 = VmΠ
x2 ≈ n2 /n1 i n1Vm=V1RTCM=Π
OsmozaOsmoza
RTCM=ΠOva jednačina važi za beskonačno razblažene rastvoreneelektrolita. Jedno vreme je korišćena kao kriterijumza utvrđivanje idealnosti nekog rastvora.
Odstupanje nekog rastvora od idealnog ponašanjaizražava se Van’t Hofovim faktorom i :
ΠV = iRT
SemipermeabSemipermeabiillnne Membranee Membrane
Polupropustljivamembrana se možedefinisati kao bilokoja faza kojarazdvaja dvarastvora različitihkoncentracija, dozvoljavajućiprotok čistograstvarača, a zadržavajućirastvorenususptanciju.
Polupropustljive membranePolupropustljive membranePrirodne polupropustljive membrane:Prirodne polupropustljive membrane:zidovi biljnih i zidovi biljnih i žživotinjskih ivotinjskih ććelija, zidovi bakterija, elija, zidovi bakterija, krvni sudovi, razlicite opne, bekrvni sudovi, razlicite opne, beššike i biljna tkiva.ike i biljna tkiva.
--Imaju razliImaju različčite stepene permeabilnosti, razliite stepene permeabilnosti, razliššitih su itih su debljina (reda nm) i razlidebljina (reda nm) i različčitih veliitih veliššina pora (reda ina pora (reda 10nm).10nm).
--Propustljive su za: HPropustljive su za: H22O, COO, CO22, O, O22 i Ni N22 kao i za kao i za organske molekule, a nepropustljive su za proteine organske molekule, a nepropustljive su za proteine i polisaharide.i polisaharide.Neorganske soli i disaharidi prolaze vrlo sporo kroz Neorganske soli i disaharidi prolaze vrlo sporo kroz njih.njih.
SintetiSintetiččke membrane:ke membrane:-- celofanske (glavna komponenta celuloza)celofanske (glavna komponenta celuloza)-- poliestarske (na bazi poliestarskih polietilena)poliestarske (na bazi poliestarskih polietilena)-- jonoizmenjivajonoizmenjivaččke ke ččija je struktura smolasta ija je struktura smolasta
sa otvorima, slisa otvorima, sliččna sunđerima i sadrna sunđerima i sadržži i kontinualnu mrekontinualnu mrežžu vode.u vode.
Primena:Primena:--za dijalizu, kao ultrafilteri i kao ambalaza dijalizu, kao ultrafilteri i kao ambalažžni ni
materijal.materijal.
OsmotOsmotskski i pprritisak jeitisak je VEVEOMAOMAoosetsetljiva mera molarnostiljiva mera molarnosti
Morska voda sadrMorska voda sadržžii 3,4 g 3,4 g NaClNaCl ppoo litrlitruuM = 3,4 g/58,5 g/L = 0,0582 MM = 3,4 g/58,5 g/L = 0,0582 MΠΠ =(0,0582 mol/L)(0,0821L =(0,0582 mol/L)(0,0821L atmatm/mol K )(298K)/mol K )(298K)ΠΠ = 1,42 = 1,42 atmatm1 1 atmatm odgovara stubu vode ododgovara stubu vode od 10,34 m 10,34 m dudužžineine(1,42 atm)(10,34 (1,42 atm)(10,34 m/atmm/atm) = 14.68 m) = 14.68 m(14,68 m)(3,28 ft/m) ~ 48 (14,68 m)(3,28 ft/m) ~ 48 stopastopa
Osmometrija 1
Osmotski pritisak se relativno lako meri, pa se koristi za određivanje molarne mase velikih molekula (proteini,sintetički polimeri) . Vant Hofova jednačina se možepisati u virijalnom obliku:
[ ] [ ]{ }...1 ++=Π MMM CCBRTC
Osmotski pritisak se meri za različite koncentracije ci crta Π/c u funkciji c i određuje molarna masa supstancije BOdsečak je 0,21 cmL/g
Osmometrija 2Razmotrićemo primer polivinil-hlorida rastvorenog u cikloheksanu na 298K
Pritisak se izražava preko visine stuba rastvora gustine 0,98g/cm3.Koristimo jednačinu gde je [CM]=c/M , cje masena koncentracija. Osmotski pritisak je
[ ] [ ]{ }...1 ++=Π MM CBRTC
Osmometrija 3
Crtamo h/c u funkciji od c. Dobija se prava linija čiji je odsečak za c=0 jednak RT/ρgM. Podaci za odsečak daju zah/c=0,21.
Dalje je:
HipertoniHipertoni rastvorrastvor
HipertoniHipertoni rastvorrastvor sadsadrržži visoku koncentraciju i visoku koncentraciju rastvorka u odnosu na drugi rastvor na rastvorka u odnosu na drugi rastvor na
primer citoplazmu primer citoplazmu ććelijeelije. . Voda dufunduje Voda dufunduje iz iz ććelije kad je stavljena u hipertoni elije kad je stavljena u hipertoni rastvor rastvor ššto izaziva smeto izaziva smežžuranje uranje ććelijeelije..
HHiipotonipotoni rastvorirastvori
HHiipotonipotoni rastvori imaju nisku koncentraciju rastvori imaju nisku koncentraciju rastvorka u odnosu na razlirastvorka u odnosu na različčite ite rastvore rastvore tj. citoplazmu tj. citoplazmu ććelijeelije. . Voda difunduje u Voda difunduje u ććeliju kada se stavi u hipitoni rastvor eliju kada se stavi u hipitoni rastvor ššto to
znaznačči da i da ććelija bubri dok ne pukne.elija bubri dok ne pukne...
IIzzotoniotoni rastvorirastvori
IIzzotoniotoni rastvori imaju istu koncentraciju kao rastvori imaju istu koncentraciju kao i drugi rastvor npr. citoplazma i drugi rastvor npr. citoplazma ććelije. Voda elije. Voda difunduje u i iz difunduje u i iz ććelije istom brzinom kada elije istom brzinom kada je stavljena u izotoni rastvorje stavljena u izotoni rastvor. . FFluidluid koji koji
okruokružžuje telo uje telo ććelije je izotonielije je izotoni..
Biljne i životinjske ćelije u različitim rastvorima
životinjskaćelija
biljnaćelija
hipertoni rastvor izotoni rastvor hipotoni rastvor
Na primer, eritrociti raspoređeni u hipertonoj ekstracelularnoj tečnosti će smanjivati zapreminu zbog osmoze. Ovo se ne dešava u zdravom organizmu jer je ekstracelularna tečnost - plazma izotona sa crvenim krvnim zrnacima.
KKoligativoligativnne e osobineosobineOsmoOsmozaza•• SmeSmežžuravanje i uravanje i HemolHemolizaiza: :
SmeSmežžuravanje crvenih krvnih uravanje crvenih krvnih zrnacazrnaca, , EleElekktrontronska mikrografijaska mikrografija
KKoligativoligativnnee osobineosobineOsmoOsmozaza•• HemolHemolizaiza: :
–– crvena krvna zrnca u hipotonom bubre jer voda crvena krvna zrnca u hipotonom bubre jer voda ulazi u njih i ona pucaju omoguulazi u njih i ona pucaju omoguććavajuavajućći i ispitivanje njihovog sadrispitivanje njihovog sadržžajaaja
–– Da bi se spreDa bi se spreččilo smeilo smežžuravanje ili pucanje, uravanje ili pucanje, rastvor mora biti izotonirastvor mora biti izotoni..
•• Primeri osmoze u kulinarstvuPrimeri osmoze u kulinarstvu::–– Krastavac u rastvoruKrastavac u rastvoru NaCl NaCl gubi vodu i postaje gubi vodu i postaje
mariniranmariniran..
KKoligativoligativnne e osobineosobineOsmoOsmozaza
–– ŠŠargarepa potopljena u vodu postaje argarepa potopljena u vodu postaje ččvrsta jer vrsta jer voda ulazi u voda ulazi u ććelijeelije..
–– Usoljena hrana bubriUsoljena hrana bubri..–– Voda ulazi u biljke osmozomVoda ulazi u biljke osmozom..–– So dodata mesu ili So dodata mesu ili ššeeććer voer voćću spreu spreččava razvoj ava razvoj
bakterija bakterija ((babakkteriterije gube vodu i umiruje gube vodu i umiru).).
•• AAkktivtivni ni transport transport je kretanje hranljivih je kretanje hranljivih materija i otpadnog materijala kroz biolomaterija i otpadnog materijala kroz biološške ke sisteme.sisteme.
•• AAkktivtivnini transport transport nije spontannije spontan..
•• Uređaj na prethodnoj slici je najveUređaj na prethodnoj slici je najvećći takve i takve vrste u SADvrste u SAD. . Morska voda se prethodno tretira Morska voda se prethodno tretira filtrimafiltrima. . Postoje dva seta filteraPostoje dva seta filtera —— prprvvi, oi, oddpeskapeska, , ššljunka i antracitaljunka i antracita, , i drugi od istog i drugi od istog materijala plusmaterijala plus grgraannaattaa. . Postoji joPostoji jošš jedan jedan kontrolni set filtera posle kontrolni set filtera posle ččega se voda pumpa ega se voda pumpa pritiskom od 30 bara kroz membrane za pritiskom od 30 bara kroz membrane za reversnu osmozureversnu osmozu. . AproAproksimativnoksimativno 45% 45% morske morske vode ide kroz membrane i postaje pijavode ide kroz membrane i postaje pijaćća vodaa voda. .
KuKuććni sistem za preni sistem za preččiiššććavanje vode avanje vode reversnom osmozomreversnom osmozom
VeVešštataččki ki bubregbubreg
Ulaz zaprljanekrvi
Izlaz prečišćenekrvi
Esencijalni joni i molekuli ostajuu krvi
Rastvor zadijalizu
Štetni produkti prelaze u rastvorza ispiranje
Jedinica za dijalizuJedinica za dijalizu
selektivno propustljiva membranaizdvaja krv od rastvora za dijalizu
urea i druge otpadnesupstancije difundujuiz krvi u rastvor za dijalizu
filter i sistem za sprečavanje ulaskamehura u krv pacijenta
krv
pumpa koja terakrv kroz jedinicu za dijalizu
izlaz rastvora
jedinica za dijalizu
vena
arterija
PrincipPrincip ddiijjalalizeizeulaz nečistekrvi
izlaz prečišćenekrvi
membrana zadijalizu
krv i rastvorza dijalizuteku usuprotnimsmerovima
izlaz rastvoraza dijalizu
ulaz rastvoraza dijalizu
RastvoriRastvori gasovagasova u u teteččnostimanostima
RastvorljivostRastvorljivost gasovagasova i i HenrijevHenrijev zakonzakon
Rastvorljivost gasa u nekom rastvaračuzavisi :kako od prirode gasa tako i od priroderastvarača. Pošto je sistem dvokomponentan i dvofazan, prema pravilu faza ima dvastepena slobode, što znači darastvorljivost gasova zavisi od dvaintenzivna faktora, od temperature i pritiska
•• ZapreminaZapremina gasagasa vv00 pripri standardnimstandardnim uslovimauslovima, , tjtj. . TT00 = = 273,15 K 273,15 K i i pritiskupritisku odod jednogjednog barabara, , PP00 = = 1 bar, 1 bar, rastvorenarastvorena u u zapreminizapreminirastvararastvaraččaa VV pripri pritiskupritisku gasagasa PP (u (u barimabarima) ) predstavljapredstavlja
BunzenovBunzenov (1857)(1857) apsorpcioniapsorpcioni koeficijentkoeficijent, , αα::
•• OstvaldovOstvaldov koeficijentkoeficijent rastvorljivostirastvorljivosti, , ββ, , je je zapreminazapreminagasagasa vv pripri eksperimentalnojeksperimentalnoj temperaturitemperaturi i i pritiskupritisku, , kojakoja je je rastvorenarastvorena u u zapreminizapremini VV rastvararastvaraččaa::
••••
10 ⋅=VPvα
27300
0 TPvTPTv
Vv α
αβ ===
Definisanje rastvorljivosti gasova
Veza ova dvakoeficijenta
•• UticajUticaj temperature temperature nana rastvorljivostrastvorljivost gasagasase se momožžee izrazitiizraziti kvantitativnokvantitativno nana sledesledeććiinanaččinin::
•• ZZavisnostavisnost apsorpcionogapsorpcionog koeficijentakoeficijenta ododtemperature:temperature:
2,ln
RTH
dTCd mrasM Δ
=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−=
12
,
1
2 11lnTTR
H mrasΔαα
Henrijev zakonHenrijev zakon
•• Henri (W. Henry, 1803) je Henri (W. Henry, 1803) je pokazaopokazao krozkroz niznizeksperimenataeksperimenata dada je je masamasa gasagasa rastvorenarastvorena u u određenojodređenoj zapreminizapremini rastvararastvaraččaa srazmernasrazmernapritiskupritisku gasagasa iznadiznad rastvorarastvora, u , u stanjustanju ravnoteravnotežžeeizmeđuizmeđu gasagasa i i teteččnostinosti::
•• m = m = kPkP
•• gdegde je je kk konstantakonstanta kojakoja zavisizavisi odod prirodeprirode gasagasa i i rastvararastvaraččaa, temperature i , temperature i jedinicajedinica u u kojimakojima susuizraizražženaena rastvorljivostrastvorljivost i i pritisakpritisak..
IdealIdealno razblano razblažženi rastvorieni rastvori--efeefekakat t prpritiska na rastvorljivostitiska na rastvorljivost
PB = xBKB Henry-jev zakon
RastvorljivostRastvorljivost gasovagasova
PritisakPritisak
Ras
tvor
ljivo
st(g
/100
g H
20)
O2
N2
He
HenryHenry--jevjev zzakonakon
•• MoMožžee se se pokazatipokazati dada je je HenrijevHenrijev zakonzakonposebanposeban slusluččajaj, , opopšštegteg zakonazakona raspodeleraspodele i i RaulovogRaulovog zakonazakona. .
.č
constfazigasnojugasaijakoncentrac
fazinojteugasaijakoncentrac
Pm
==
211
2 Pkmm
=22
1
2 Pknn
= 22221
2 Pkxnn
n==
+
Stoga se Henrijev zakon može izraziti i u oblikuda u razblaženom rastvoru napon pare isparljiverastvorene supstancije je srazmeran njenommolskom udelu. Ako je zakon primenljiv u čitavom području koncentracija, tada je:
0221 pk= 0
22
1p
k =
0222 pxp =
Raulov i Henrijev zakonRaulov i Henrijev zakon
0222 pxp =
što predstavlja Raulov zakon primenjen na isparljivukomponentu.
Može se zaključiti da je Henrijev zakon poseban slučajRaulovog zakona, pri čemu uvek kada važi Raulov zakonza neku supstanciju za nju mora važiti i Henrijev zakon, dok obrnuto ne važi.