14.9. Осмотическое давление

Если привести в соприкосновение два раствора с разными концентрациями С₁ и С₂, то молекулы растворенного вещества будут диффундировать преимущественно в том направлении, где их концентрация ниже. Диффузия может стать односторонней, если растворы разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей только молекулы растворителя. Такая односторонняя диффузия растворителя называется осмосом.

Схема осмометра представлена на рис. Столб жидкости с высотойh образовался за счет осмоса, т.к. молекулы растворителя (2) через полупроницаемую мембрану (3) проникли в раствор (1) образовав избыток давления, который равен давлению высоты столбика жидкости p = gh, где  - плотность раствора.

Парциальное давление молекул растворенного вещества равно

, (14.41)

где m – масса растворенного вещества;

M – его молярная масса;

V – объем раствора;

Т – температура.

Введя понятие молярной концентрации раствора , получим формулу Вант-Гоффа

. (14.42)

Согласно закону Вант-Гоффа осмотическое давление р прямо пропорционально концентрации С и температуре Т.

С помощью осмометра можно определять концентрацию и молярную массу вещества.

15. Структура полимеров

15.1. Молекулярное строение полимеров

Полимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого числа атомных группировок, соединенных химическими связями в длинные цепи.

В зависимости от состава различают органические, неорганические и элементоорганические полимеры.

Простейшим органическим полимером является полиэтилен, продукт полимеризации этилена.

Этилен — ненасыщенный углеводород, легко вступающий в реакции присоединения. Молекула СН₂ - этилен  мономер.

При соединении п молекул мономера образуется полимер пСН₂ - полиэтилен или - [ - СН₂ - СН₂ - ]. Звенья (или мономерные звенья) - многократно повторяющиеся группировки.

Макромолекула (или цепь) - большая молекула, составленная из звеньев.

Произведение числа звеньев п на молекулярный вес звена М₃ равно молекулярному весу полимера М_п.

М_п = п М₃. (15.1)

Полимеры с высокой степенью полимеризации (п>5000-10000) называются высокополимерами. Полимеры с низкой степенью полимеризации (п<1000) называются олигомерами.

Высокополимеры имеют очень большие значения молекулярных весов (10⁴-10⁶), поэтому их относят к высокомолекулярным полимерам.

Полимеры, построенные из одинаковых мономеров, называются гомополимерами.

Полимерные соединения, цепи которых содержат несколько типов мономерных звеньев, называются сополимерами (или смешанными полимерами).

Мономеры могут соединяться друг с другом в макромолекуле и образовывать полимеры: -линейные; -разветвленные; -сетчатые.

Линейный полимер состоит из длинных цепей с высокой степенью асимметрии

.........АААА...........

А  мономер.

Разветвленный полимер состоит из длинных цепей (называемых главными или основными) с боковыми ответвлениями

А



...ААААААА...

  

А А А



А

Сетчатый полимер состоит из длинных цепей, соединенных между собой поперечными связями и образующих трехмерную сетку

...АААААА...

  

А А А

  

...АААААА...

Блоксополимеры - линейные смешанные соединения, состоящие из блоков различных соединений

...ААААВВВВ...

Привитые сополимеры содержат главную ветвь из одних мономеров с привитыми боковыми ответвлениями из других мономеров.

...АААААА...

 

В В

 

В В

 

: :

Гомоцепные полимеры - когда главные цепи состоят из одинаковых атомов.

Пример: карбоцепные полимеры

    

ССССС

    

Гетероцепные полимеры - когда главные цепи построены из различных атомов.

Пример:      

ССОССО

     

Химическая связь в пределах цепи — в основном ковалентная, а между цепями вандерваальсова.