Осмос. Осмотическое давление

Осмос – это односторонняя диффузия воды через полупроницаемою

мембрану из растворителя в раствор или из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией.

Вода из сосуда переходит через полупроницаемую мембрану (целлофан, о

h

болочка мочевого пузыря) в сосуд с более концентрированным раствором. Уровень жидкости в этом сосуде поднимается на высоту h.

Осмотическое давление π – это сила, вызывающая ОСМОС или гидростатическое давление столба жидкости, высотой h , от которого прекращается осмос.

Рисунок 5.

Закон Вант-Гоффа – для определения _π :

Осмотическое давление прямо пропорционально молярной концентрации раствора и абсолютной температуре:

π = R* C(x)* T

R – газовая постоянная = 8,31 кПа * л/моль * К или 0,083 атм * л/моль *К

Т – абсолютная температура по К (С^О + 273);

С(х) – молярная концентрация (моль/л) – количество моль растворенного вещества в 1 л раствора.

m _вещ-ва

C(x) =  (моль/л)

M _вещ-ва * V _{р-ра (л)}

На практике π определяют по ΔТз раствора (C(x)≈C_m):

R * T * ΔТз

π = 

Кз

8. Поглощение света растворами

Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как

kλ = χλC,

г де χλ — коэффициент, характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом длины волны λ, C — концентрация растворённого вещества.

Утверждение, что χλ не зависит от C, называется законом Бера. Его смысл состоит в том, что способность молекулы поглощать свет не зависит от состояния других окружающих молекул. Однако наблюдаются многочисленные отклонения от этого закона, особенно в случае больших концентраций C.

Рисунок 6.

ЭКСТИНКЦИЯ СВЕТА (от лат. exstinctio- гашение) - ослабление света при распространении в среде за счет процессов поглощения и рассеяния. Мерой экстинкции света служит коэффициент экстинкции света k =4pnml, где n - показатель преломления, l - длина волны, m - показатель экстинкции света, входящий в выражение закона Бугера-Ламберта-Бера.

Колориметр фотоэлектрический концентрационный предназначен для количественного определения веществ в окрашенных растворах по их оптической плотности или коэффициенту светопропускания в диапазоне волн 315-980 нм. ФЭК состоит из оптического блока (передняя часть прибора), где находятся осветитель, светофильтр, оптика, кюветное отделение, фотометрическое устройство и регистрирующий прибор, и блока питания (задняя часть), где расположен стабилизатор напряжения с выпрямителем и силовой трансформатор.

Источником света в колориметре служит галогенная лампа. Приемниками излучения являются фотоэлемент Ф-26 для работы в диапазоне волн 315-540 нм и фотодиод ФД-24К для работы в специальном диапазоне 590-980 нм. Световой поток лампы с помощью специальных устройств конденсируется, усиливается и проходит через светофильтр, кювету с исследуемым раствором и падает на приемник излучения. При этом световое излучение преобразуется в электрические сигналы, которые подаются на измерительный прибор. Показания микроамперметра пропорциональны

световому потоку, проходящему через исследуемый раствор.

Выбор светофильтра

При проведении фотоэлектроколориметрии следует учитывать, что в данном методе используется монохроматический свет, причем различных длин волн. Для преобразования полихроматического света в монохроматический используются светофильтры. В ФЭК имеется набор из 11 светофильтров. Использование конкретного светофильтра позволяет пропускать через раствор лучи определенной длины, поглощение которых наиболее характерно для исследуемого вещества. Обычно эффективная длина волны и цвет светофильтра указаны в применяемом методе. Если же такой ссылки нет, то выбрать нужный светофильтр можно с помощью таблицы.

Окраска Цвет нужного Длина волны

исследуемого светофильтра пропускаемого света, нм

раствора

желтая синий 420 - 450

оранжевая синий 430 – 460

красная зеленый 460 - 500

пурпурная зеленый 490 - 530

синяя оранжевый 590

сине-зеленая красный 600 - 650

голубая красный 750

сине-фиолетовая красный 750

Примечание. Выбор светофильтра по данной таблице весьма ориентировочный, так как некоторые растворы одинакового цвета могут избирательно поглощать лучи с различной длиной волны. Поэтому при подборе светофильтра желательно знать спектр поглощения исследуемого вещества, причем выбор его осуществляют таким образом, чтобы он пропускал лучи с длиной волны, максимально поглощаемой исследуемым раствором.

Таким образом, при выборе светофильтра оптимальной длиной волны окажется та, при прохождении которой через исследуемый раствор оптическая плотность будет максимальной.

Подбор кювет

Известно, что чем толще слой жидкости, через который проходит луч света, тем больше будет поглощение светового пучка и тем выше показание оптической плотности исследуемого раствора. К колориметру прилагается набор кювет, отличающихся расстоянием между рабочими гранями, через которые проходит световой поток. Это расстояние (в мм) указано на одной из рабочих граней. На боковой стенке кювет имеется метка, до которой необходимо наливать жидкость. При работе с летучими растворами кюветы закрывают специальными крышками.

К каждому прибору прилагается набор кювет с толщиной слоя исследуемого раствора от 1 до 50 мм. Подбор кювет осуществляется таким образом, чтобы оптическая плотность исследуемого раствора не была ниже величины 0,15 и выше 0,7. Именно в этих пределах наиболее точно выполняется закон Ламберта – Меера - Бера. Следовательно, при интенсивной окраске раствора необходимо взять кюветы с меньшим расстоянием между рабочими гранями, а при слабой окраске - с большим расстоянием.