logo

Osmotický tlak je

OSMOTICKÝ TLAK - tlak na roztok oddělený od čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou, když se osmóza zastaví, tj. Přechod molekul rozpouštědla do roztoku přes polopropustnou membránu, která je odděluje, nebo přechod molekul rozpouštědla přes polopropustnou membránu z roztoku méně koncentrovaného na roztok, koncentrovanější. Semipermeabilní membrány jsou přírodní nebo umělé filmy, které jsou propustné pouze pro molekuly rozpouštědel (např. Vodu) a nepropustné pro molekuly rozpuštěné látky. Osmóza a O. d. Hrají velkou úlohu při udržování koncentrace látek rozpuštěných v tělních tekutinách na určité fyziologicky nezbytné úrovni, a tudíž v distribuci vody mezi tkáněmi a buňkami. Při studiu izolovaných buněk a tkání je důležité, aby umělé kultivační médium bylo isotonické s přirozeným prostředím. Se zavedením různých druhů tekutin do těla jsou nejmenší poruchy způsobeny roztoky s O., rovnými O. tekutin v těle.

Měření O. (Osmometry) najde široké uplatnění pro definici mola. hmotnost (hmotnost) biologicky aktivních vysokomolekulárních látek, jako jsou proteiny, sacharidy, nukleové kyseliny atd. Měření velikosti optického kyslíku musí být prováděno pomocí přístrojů zvaných osmometry (obr.). Počet molekul vody kolidujících z vodní strany s polopropustnou membránou tvořenou ferosynergickou mědí je větší než počet molekul vody kolidujících s touto membránou ze strany p-ra, protože koncentrace molekul vody v p-re je nižší než v čisté vodě. V důsledku toho dochází k osmóze a dochází k nadměrnému hydrostatickému tlaku na roztok, jehož účinek zvyšuje rychlost přechodu molekul vody membránou do čisté vody. Jestliže přetlak na roztok dosáhne hodnoty rovné O. D. roztoku, pak se počet molekul vody procházejících membránou v obou směrech stává stejný, zastaví se osmóza a mezi roztokem a rozpouštědlem umístěným na obou stranách semipermeabilního roztoku. membrána, osmotická rovnováha. Osmotický tlak tak vzniká pouze v případě, kdy jsou roztok a rozpouštědlo od sebe odděleny semipermeabilní membránou.

A. Izolované buňky nebo tkáně jsou nejsnadněji měřeny plazmolýzou. Za tímto účelem jsou studované objekty umístěny do roztoků s různými koncentracemi látky, ve kterých je buněčná membrána neproniknutelná. Roztoky s O. d. Vyšší než O. d. Obsah buněk (hypertonické roztoky) způsobuje zvrásnění buněk - plazmolýza v důsledku přenosu vody z buňky do rr. Roztoky s O. nižším než O. obsahu buněk (hypotonické roztoky) způsobují zvýšení objemu buněk v důsledku přechodu vody z roztoku na buňku. Roztoky s O., rovné obsahu buněk (isotonické roztoky) nezpůsobují změnu objemu buněk. Znát koncentraci takových p-ra, vypočítat to O. d.; totéž bude mít hodnota O a obsah buněk. Důležitým faktorem určujícím průchod vody buněčnou membránou, zejména v počátečním stádiu procesu, mohou být membránové potenciály, které způsobují elektroosmotický pohyb vody skrze buněčnou stěnu, tak zvanou. abnormální osmóza (viz elektroosmóza). V takových případech je měření O. metodou plazmolýzy nepřesné.

Definice d-roztoků obsahujících nízkomolekulární látky, pro které je obtížné připravit nepropustnou membránu, se vyrábí nepřímými metodami, obvykle měřením poklesu bodu tuhnutí roztoku (viz Kryometrie).

J. van't Hoff ukázal, že O. d. Zředěné roztoky neelektrolytů jsou v souladu se zákony stanovenými pro tlak plynů (viz) a lze je vypočítat pomocí rovnice podobné rovnici Clapeyron - Mendeleev pro plyny:

kde π je osmotický tlak, v je objem roztoku v l, n je počet molů solutu non-electrolyte, T je teplota v absolutním měřítku, R je konstanta, numerická hodnota je stejná jako pro plyny (R pro plyny rovné 82,05 x 10-3 l-atm / deg-mol).

Výše uvedená rovnice je matematickým vyjádřením Van't Hoffova zákona: O. d. Zředěný p-ra je roven tlaku, který by produkoval rozpuštěnou látku, který je v plynném stavu a zabírá objem rovnající se objemu p-ra při stejné teplotě. Zadání molární koncentrace v rovnici - с = n v, dostaneme π = c * RT.

O. D. roztok elektrolytu je větší než O. D. roztok neelektrolytu o stejné molární koncentraci. To je vysvětleno disociací elektrolytových molekul v p-re na ionty, v důsledku čehož se zvyšuje koncentrace kineticky aktivních částic, hodnota O.d.

Číslo i, které ukazuje, kolikrát O.d. (de) roztoku elektrolytu je větší než O.

Číselná hodnota i závisí na povaze elektrolytu a jeho koncentraci v p-re. U slabých elektrolytů lze hodnotu i vypočítat podle vzorce:

kde a je stupeň disociace elektrolytu a N je počet iontů, do kterých se jedna molekula elektrolytu rozkládá. V případě zředěných roztoků silných elektrolytů i lze rovnat N.

Z výše uvedeného vyplývá, že O. d. Z roztoku elektrolytu lze vypočítat pomocí rovnice:

kde c je molární koncentrace.

Pokud p-re, kromě rozpuštěných látek s nízkou molekulovou hmotností, obsahuje vysokomolekulární látky (koloidy), pak O. d., Díky vysokomolekulárním látkám, se nazývá na návrh H. Schade, onkotický nebo koloidně-osmotický tlak.

Obecná O. lidská krevní plazma je normálně rovna 7,6 atm, onkotický tlak, hlavně kvůli plazmatickým bílkovinám, je jen 0.03 - 04.04 atm. Onkotický tlak, navzdory malé hodnotě ve srovnání s obecným O. d. Krevní plazmy, hraje velkou roli v distribuci vody mezi krví a tkání těla.

Mnoho biopolymerů, například proteiny, nukleové kyseliny atd., Které jsou polyelektrolyty, když jsou disociovány v p-re, tvoří vícenásobně nabité ionty (polyiony) velkého mol. Hmotnosti (hmotnosti), pro které je membrána osmometru neproniknutelná, a běžné ionty malé velikosti procházející semipermeabilní membránou. Jestliže p-re naplnění osmometru obsahuje polyelektrolyt, nízkomolekulární ionty difundující přes membránu jsou nerovnoměrně rozděleny na obou stranách membrány (viz Membránová rovnováha). Nadměrný hydrostatický tlak pozorovaný v osmometru bude πБ = πБ + π1 - π2, kde πБ - O. д, v důsledku biopolymeru, a π1 a π2 - О. д. Nízkomolekulárního elektrolytu umístěného v osmotické buňce a v externím p- znovu. Při měření O. můstků biopolymerů je třeba vzít v úvahu možnost nerovnoměrného rozložení elektrolytů s nízkou molekulovou hmotností na obou stranách membrány polopropustného osmometru nebo provádět měření s dostatečným přebytkem nízkomolekulárního elektrolytu, speciálně zavedeného do bp biopolymeru. V tomto případě je elektrolyt s nízkou molekulovou hmotností rozložen téměř rovnoměrně na obou stranách semipermeabilní membrány, s = π1 = π2 a πБ = πN.

Osmoregulace

Kombinace mechanismů, které zajišťují udržení O. v tělních tekutinách na optimální úrovni metabolismu, se nazývá osmoregulace. Získání informací z receptorových zón o změně O. barviva krve, q. n c. zahrnuje řadu mechanismů, které vrátí systém do optimálního stavu pro organismus. Inkluze se děje dvěma způsoby: nervózně a humorálně. Odchylka O. velikosti od optimální úrovně je zachycena v organismu osmoreceptors (viz), mezi to-rykh centrální místo zabírat centrální osmoreceptors lokalizované v supraoptichesky a paraventricular jádra hypothalamus (vidět).

Buňky supraoptického jádra hypotalamu jsou schopny sekreci antidiuretického hormonu (ADH), podél axonů těchto buněk, přechází k neurohypofýze, kde se hromadí a uvolňují do celkové cirkulace (viz Vasopressin). ADH ovlivňuje reabsorpci vody v distálním nefronu a může způsobit zúžení cévního lumenu. Afferentní signály, které regulují sekreci ADH, vstupují do hypotalamu z objemových receptorů (volumoreceptorů) levé síně, z receptorů aortálního oblouku, z osmoreceptorů vnitřní karotidy, z barotických receptorů a karotických sinusových chemoreceptorů. Zvýšení O. extracelulární tekutiny způsobuje zvýšení sekrece ADH jak osmotickým tlakem samotným, tak snížením objemu extracelulární tekutiny během dehydratace těla. Přidělení ADH je tedy ovlivněno dvěma poplašnými systémy: alarmem z osmoreceptorů a alarmem z baroreceptorů a objemových receptorů. Nicméně hlavní vazbou při regulaci sekrece ADH je nicméně O. e. Krevní plazmy působící na osmoreceptory hypotalamu.

Zvláštní úloha při udržování fiziolu. Hodnoty d. Patří do sodných iontů (viz). Dehydratace nastává právě ve spojení se změnou obsahu Na + iontů. Při dehydrataci v důsledku změn v obsahu iontů Na + se objemovými receptory zaznamenává pokles objemu arteriální krve a mezibuněčné tekutiny, impulsy z rýže podél nervových drah se dostávají do částí c. n obec, která reguluje uvolňování jednoho z mineralokortikoidních hormonů - aldosteronu (viz), zvyšuje reabsorpci sodíku. Centrální regulace sekrece aldosteronu je prováděna hypotalamem produkujícím faktor uvolňující adrenokortikotropin (faktor uvolňující ACTH), který reguluje vylučování adrenokortikotropního hormonu (ACTH) tvořeného přední hypofýzou (viz Adrenocorticotropic hormone). Existuje názor, že spolu s účinkem ACTH na sekreci aldosteronu existuje speciální centrum pro regulaci sekrece aldosteronu umístěného ve středním mozku. Zde dochází k aferentní impulsaci, když objem mezibuněčné tekutiny klesá v důsledku změn obsahu sodných iontů. Buňky centra pro regulaci sekrece aldosteronu ve středním mozku jsou schopny neurosekrece - výsledný hormon vstupuje do epifýzy, kde se hromadí a odtud se uvolňuje do krve. Tento hormon se nazývá adrenoglomerotropina (AGTG).

Sekrece ADH a aldosteronu může být také regulována angiotensinem (viz), zřejmě jeho působením na konkrétní receptory hypotalamických neuronů. Systém renin-angiotensin ledvin může působit jako zóna objemového receptoru, která reaguje na změnu průtoku krve ledvinami.

Močení (viz Diuréza), transkapilární výměna tekutin a iontů (viz metabolismus voda-sůl), pot (viz), uvolňování tekutiny plicemi (350–400 ztracených s vydechovaným vzduchem denně také ovlivňuje normalizaci modifikovaného O. ml vody) a uvolněním kapaliny. (100-200 ml vody se ztrácí stolicí).

Krev sama má schopnost normalizovat O. Může plnit úlohu osmotického pufru ve všech možných směnách směrem k osmotické hypertenzi a hypotenzi. Tato funkce krve je zjevně spojena s redistribucí iontů mezi plazmou a červenými krvinkami a za druhé se schopností plazmatických proteinů vázat nebo uvolňovat ionty.

Při redukci vodních zdrojů organismu nebo narušení normálního poměru vody a minerálních solí (hl. Obr. Chlorid sodný) je žízeň (viz), spokojenost s řezem napomáhá podpoře fiziolu.

rovnováha vody a rovnováha elektrolytů v těle (viz Homeostáza).


Bibliografie: NV Bladergren Fyzikální chemie v lékařství a biologii, trans. s ním. 102 a kol., M., 1951; RG Wagner Definice osmotického tlaku v knize Fizich. metody organické chemie, ed. A. Weisberger, trans. z angličtiny, t. 1, s. 270, M., 1950, bibliogr. Ginetsinsky A. G. Fyziologické mechanismy rovnováhy vody a soli, M. - JI., 1963; Gubanov N. I. a Utepbergenov A. A. Lékařská biofyzika, s. 149, M., 1978; H a-t asi h a N. Yu V. V. Regulace funkce ledvin ledvinami, D., 1976; S tp a e-va X. K. Extrarenální mechanismy osmoregulace, Alma-Ata, 1971, bibliogr. Williams V. a Williams X. Fyzikální chemie pro biology, trans. z angličtiny, s. 146, M., 1976; Fyziologie ledvin, ed. Yu V. Natochina, JI., 1972; Andersson B. Regulace příjmu vody, Physiol. Rev., v. 58, str. 582, 1978, bibliogr.


V.P. Mishin; S. A. Osipovsky (Phys.).

Lékařská encyklopedie - osmotický tlak

Související slovníky

Osmotický tlak

Osmotický tlak - tlak na roztok oddělený od čistého rozpouštědla membránou propustnou pouze k molekulám rozpouštědla (semipermeabilní membrána), při které se osmóza zastaví. Osmóza označuje spontánní penetraci (difuzi) molekul rozpouštědla přes semipermeabilní membránu do roztoku nebo z roztoku s nižší koncentrací do roztoku s vyšší koncentrací.

Osmotický tlak se měří osmometry. Schéma nejjednoduššího osmometru je znázorněno na obrázku.

Obvod osmometrů: 1 - voda; 2 - celofánové sáček (polopropustný); 3 - roztok; 4 - skleněná trubice; h - výška kolony kapaliny (míra osmotického tlaku).

Jako semipermeabilní membrány se používají fólie z celofánu, kolodia atd.

Osmotický tlak zředěných roztoků neelektrolytů při konstantní teplotě je úměrný molární koncentraci roztoku a při konstantní koncentraci na absolutní teplotu. Řešení s rovným osmotickým tlakem se nazývají izotonická. Roztok s vysokým osmotickým tlakem se nazývá hypertonický a s menším je nazýván hypotonický.

Osmóza a osmotický tlak hrají velkou roli při výměně vody mezi buňkami a jejich prostředím. Osmotický tlak krve člověka je normálně v průměru 7,7 atm a je určen celkovou koncentrací všech látek rozpuštěných v plazmě. Část osmotického tlaku krve, určená koncentrací plazmatických bílkovin a stejná v normě 0,03–0,04 atm, se nazývá onkotický tlak. Onkotický tlak hraje významnou roli v distribuci vody mezi krví a lymfou.

Viz také Dialyzační, izotonická řešení. Elektrolytů.

Osmotický tlak je vnější tlak na roztok, oddělený od čistého rozpouštědla polopropustnou membránou, při které se osmóza zastaví. Osmóza označuje jednostrannou difuzi rozpouštědla do roztoku přes semipermeabilní membránu, která je odděluje (pergamen, močový měchýř, filmy koloidního roztoku, celofán). Takové membrány jsou propustné pro rozpouštědla, ale neumožňují průchod solutů. Osmóza je také pozorována, když semipermeabilní membrána odděluje dva roztoky s různými koncentracemi, zatímco rozpouštědlo se pohybuje membránou z méně koncentrovaného roztoku do koncentrovanějšího roztoku. Velikost osmotického tlaku roztoku je určena koncentrací kineticky aktivních částic (molekul, iontů, koloidních částic) v něm.

Měření by mělo být prováděno pomocí přístrojů zvaných osmometry. Schéma nejjednoduššího osmometru je znázorněno na obr. 1 a 2. Nádoba 1 naplněná testovacím roztokem, jehož dno je poloprůpustná membrána, se ponoří do nádoby 2 čistým rozpouštědlem. Vzhledem k osmóze rozpouštědlo projde do nádoby 1, dokud nadměrný hydrostatický tlak, měřený sloupcem kapaliny s výškou h, nedosáhne hodnoty, přičemž osmóza se zastaví. V tomto případě se mezi roztokem a rozpouštědlem vytvoří osmotická rovnováha, která se vyznačuje rovností rychlosti průchodu molekul rozpouštědla přes semipermeabilní membránu do roztoku a molekul roztoku do rozpouštědla. Přebytek hydrostatického tlaku kapalinové kolony s výškou h je mírou O. roztoku. Roztoky se často vyrábějí nepřímou metodou, například měřením snížení bodu tuhnutí roztoků (viz Kryometrie). Tato metoda je široce používána pro stanovení průtoku krve O, krevní plazmy, lymfy, moči.

Osmotický tlak izolovaných buněk se měří plazmolýzou. Pro tento účel se studované buňky umístí do roztoků s různými koncentracemi jakékoli rozpuštěné látky, pro kterou je buněčná stěna neproniknutelná. Roztoky s O. d. Větší než O. d. Obsah buněk (hypertonické roztoky) způsobuje vrásky buněk (plazmolýza) v důsledku uvolňování vody z buňky, roztoky

s O. nižším než O. obsahu buněk (hypotonické roztoky), způsobují nabobtnání buněk v důsledku přechodu vody z roztoků na buňku. Řešení s O. of., Rovná se O. obsahu buněk - izotonické (viz Izotonické roztoky), neznamená změnu objemu buňky. Znalost koncentrace takového roztoku, O. obsahu buněk, se vypočte pomocí rovnice (1).

O. d. Zředěné roztoky neelektrolytů se řídí zákony stanovenými pro tlak plynu a lze je vypočítat pomocí van't Hoffovy rovnice:

kde n je osmotický tlak, s je koncentrace roztoku (v molech na 1 l roztoku), T je teplota v absolutním měřítku, R je konstantní (0,08205 l · atm / deg · mol).

O. d. Roztok elektrolytu je větší než O. d. Neelektrolytový roztok stejné molární koncentrace. To je způsobeno disociací molekul rozpuštěného elektrolytu na ionty, v důsledku čehož vzrůstá koncentrace kineticky aktivních částic v roztoku. O. d. Pro roztoky zředěného elektrolytu se vypočte pomocí rovnice:

kde i je izotonický koeficient, který ukazuje, kolikrát O. roztoku elektrolytu je větší než O. neelektrolytového roztoku stejné molární koncentrace.

Obecná lidská krev je normálně rovna 7 - 8 atm. Část O. krve způsobená vysokomolekulárními látkami v ní obsaženými (hlavně plazmatické proteiny) se nazývá onkotický nebo koloidně-osmotický tlak krve, který se normálně rovná 0,03-0,04 atm. Navzdory své malé hodnotě hraje onkotický tlak důležitou roli v regulaci výměny vody mezi oběhovým systémem a tkáněmi. Měření O. by mělo být široce používáno pro stanovení molekulové hmotnosti biologicky významných vysokomolekulárních látek, jako jsou proteiny. Osmóza a osmotický tlak hrají důležitou roli v procesech osmoregulace, tj. Udržování osmotické koncentrace rozpuštěných látek v tělních tekutinách na určité úrovni. Zavedením různých druhů tekutin do krve a do extracelulárního prostoru izotonické roztoky, tj. Roztoky, jejichž O. jsou rovny O. tělesné tekutiny, způsobují nejmenší poruchu v těle. Viz také Permeability.

Osmotický tlak u lidí

Osmotický krevní tlak je tlak, který podporuje pronikání vodného rozpouštědla přes semipermeabilní membránu směrem ke koncentrovanější kompozici.

Díky tomu dochází v lidském těle k výměně vody mezi tkáněmi a krví. Lze jej měřit pomocí osmometru nebo kryoskopicky.

Co určuje osmotickou hodnotu

Tento ukazatel je ovlivněn počtem elektrolytů a neelektrolytů rozpuštěných v krevní plazmě. Nejméně 60% je ionizovaný chlorid sodný. Roztoky, jejichž osmotický tlak přibližuje plazmatický tlak, se nazývají izotonické.

Pokud je tato hodnota snížena, pak se tato kompozice nazývá hypotonická a v případě jejího přebytku hypertonická.

Při změně normální hladiny roztoku v tkáních buněk jsou poškozeny. Normalizovat stav tekutiny může být zaveden zvenčí a kompozice bude záviset na povaze onemocnění:

  • Hypertonický roztok podporuje odstranění vody do cév.
  • Pokud je tlak normální, pak se léčiva zředí isotonickým roztokem, obvykle chloridem sodným.
  • Hypotonický koncentrovaný roztok může vést k prasknutí buněk. Voda, pronikající do krevních buněk, ji rychle naplní. Ale se správným dávkováním pomáhá čistit rány z hnisu, snižovat alergický edém.

Ledviny a potní žlázy zajišťují, že se tento indikátor nemění. Vytvářejí ochrannou bariéru, která zabraňuje vlivu metabolických produktů na organismus.

Proto, osmotický tlak u lidí téměř vždy má konstantní hodnotu, ostrý skok může nastat jen po intenzivní fyzické námaze. Tělo však stále rychle normalizuje toto číslo.

Jak potraviny ovlivňují

Správná výživa - záruka zdraví celého lidského těla. Změna tlaku nastává v případě:

  • Konzumace velkého množství soli. To vede k ukládání sodíku, díky čemuž se stěny cév stávají hustými, respektive snižuje clearance. V tomto stavu se tělo nemůže vyrovnat s odstraněním tekutiny, což vede ke zvýšení krevního oběhu a vysokému krevnímu tlaku, vzniku edému.
  • Nedostatečný příjem tekutin. Když tělo nemá dostatek vody, vodní bilance je narušena, krev zesílí, protože množství rozpouštědla, to znamená, voda klesá. Člověk pociťuje silný žízeň, který ho uhasil, začíná proces obnovení práce mechanismu.
  • Použití nezdravého jídla nebo porušení vnitřních orgánů (játra a ledviny).

Jak se měří a co říkají ukazatele

Velikost osmotického tlaku krevní plazmy se měří, když zamrzne. V průměru je tato hodnota obvykle 7,5–8,0 atm. Se zvýšením teploty zmrazeného roztoku bude vyšší.

Část osmotické velikosti vytváří onkotický tlak, je tvořena plazmatickými proteiny. Je zodpovědný za regulaci výměny vody. Onkotický krevní tlak je normálně 26-30 mm Hg. Čl. Pokud se indikátor změní v menším směru, objeví se otok, protože tělo se dobře nevyrovná s vylučováním tekutiny a hromadí se v tkáních.

To může nastat při onemocnění ledvin, dlouhodobém hladovění, kdy složení krve obsahuje málo bílkovin, nebo s problémy s játry, v takovém případě je albumin zodpovědný za selhání.

Účinek na lidské tělo

Osmóza a osmotický tlak jsou nepochybně hlavními faktory ovlivňujícími elasticitu tkání a schopnost těla zachovat tvar buněk a vnitřních orgánů. Poskytují tkáňové živiny.

Abyste pochopili, co to je, musíte umístit červené krvinky do destilované vody. V průběhu času bude celá buňka naplněna vodou, membrána erytrocytů se zhroutí. Tento proces se nazývá hemolýza.

Pokud se buňka ponoří do koncentrovaného fyziologického roztoku, ztrácí svůj tvar a pružnost, bude se vrásčit. Plazmolýza vede ke ztrátě červených krvinek. V izotonickém roztoku zůstanou původní vlastnosti.

Osmotický tlak zajišťuje normální pohyb vody v těle.

Osmotický tlak

Osmotický tlak (označený π) - nadměrný hydrostatický tlak na roztok, oddělený od čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou, při které se zastaví difúze rozpouštědla membránou. Tento tlak má tendenci vyrovnávat koncentrace obou roztoků v důsledku proti-difúze molekul solutu a rozpouštědla.

Měření gradientu osmotického tlaku, tj. Rozdíl ve vodním potenciálu dvou roztoků oddělených semipermeabilní membránou, se nazývá tonicita. Řešení, které má vyšší osmotický tlak ve srovnání s jiným roztokem, se nazývá hypertonické a má nižší hypotonický tlak.

Osmotický tlak může být velmi významný. Na stromě, například za působení osmotického tlaku, stoupá rostlinná míza (voda s minerálními látkami rozpuštěnými v ní) podél xylému od kořenů až k vrcholu. Kapilární jevy samy o sobě nejsou schopny vytvořit dostatečnou zvedací sílu - například, sekvoje musí dodávat řešení do výšky až 100 metrů. Současně ve stromu není pohyb koncentrovaného roztoku, kterým je zeleninová šťáva, ničím omezen.

Pokud je takový roztok v uzavřeném prostoru, například v krevních buňkách, může osmotický tlak vést k prasknutí buněčné membrány. Z tohoto důvodu jsou léky určené pro injekce do krve rozpuštěny v isotonickém roztoku obsahujícím tolik chloridu sodného (chlorid sodný), kolik je zapotřebí k vyrovnání osmotického tlaku vytvořeného buněčnou tekutinou. Pokud by byly injikované léky aplikovány na vodu nebo velmi zředěný (hypotonický s ohledem na cytoplazmatický) roztok, osmotický tlak, nutící vodu pronikat do krevních buněk, by vedl k jejich prasknutí. Pokud se však do krve vstříkne příliš mnoho roztoku chloridu sodného (3-5-10%, hypertonické roztoky), voda z buněk vyjde a budou se smršťovat. V případě rostlinných buněk dochází k oddělení protoplastů od buněčné stěny, což se nazývá plasmolýza. Reverzním procesem, ke kterému dochází, když se zmenšené buňky umístí do zředěnějšího roztoku, je deplasmolýza.

Velikost osmotického tlaku vytvořeného roztokem závisí na množství a ne na chemické povaze látek rozpuštěných v něm (nebo iontech, pokud se molekuly látky disociují), proto je osmotický tlak kolegiální vlastností roztoku. Čím vyšší je koncentrace látky v roztoku, tím větší je osmotický tlak, který vytváří. Toto pravidlo, nazvané zákon osmotického tlaku, je vyjádřeno jednoduchým vzorcem, velmi podobným určitému zákonu ideálního plynu:

kde i je izotonický poměr roztoku; C je molární koncentrace roztoku, vyjádřená jako kombinace základních jednotek SI, tj. V mol / m3, a nikoli v obvyklém mol / l; R je univerzální plynová konstanta; T je termodynamická teplota roztoku.

Také ukazuje podobnost vlastností částic rozpuštěné látky ve viskózním rozpouštěcím médiu s částicemi ideálního plynu ve vzduchu. Platnost tohoto pohledu je potvrzena experimenty J. B. Perrina (1906): distribuce částic emulze pryskyřice gummigut ve vodním sloupci se obecně řídí Boltzmannovým zákonem.

Osmotický tlak, který závisí na obsahu proteinů v roztoku, se nazývá onkotický (0,03 - 0,04 atm.). Při prodlouženém hladovění, onemocnění ledvin se snižuje koncentrace proteinů v krvi, snižuje se onkotický tlak v krvi a dochází k onkotickým edémům: voda přechází z cév do tkání, kde πONK více Při hnisavých procesech πONK v ohnisku zánětu vzrůstá 2-3 krát, protože počet částic vzrůstá v důsledku destrukce proteinů. V těle by měl být osmotický tlak konstantní (≈ 7,7 atm.). Proto izotonické roztoky (roztoky, jejichž osmotický tlak je πPLASMA ≈ 7,7 atm. (0,9% NaCl - fyziologický roztok, 5% roztok glukózy). Hypertonická řešení, u kterých je π větší než πPLASMA, používá se v medicíně k čištění ran z hnisu (10% NaCl), k odstranění alergického edému (10% CaCl2, 20% glukózy), jako projímadla (Na2SO4∙ 10H2O, MgS044∙ 7H2O).

Zákon osmotického tlaku může být použit pro výpočet molekulové hmotnosti dané látky (se známými dodatečnými údaji).

5.4. Osmóza. Osmotický tlak

Všechna řešení jsou difuzibilní. Difúze je rovnoměrná distribuce látky po celém objemu roztoku, který proudí všemi směry. Jeho hnací silou je aspirace systému na maximum entropie. Můžete vytvořit podmínku, ve které dochází k difúzi pouze v jednom směru. Za tímto účelem jsou roztok a rozpouštědlo odděleny semipermeabilní membránou, skrze kterou mohou procházet pouze malé molekuly (ionty).

Osmóza je jednostranná difúze rozpouštědla přes semipermeabilní membránu z rozpouštědla do roztoku nebo zředěného roztoku - do koncentrovanějšího. Hnací silou osmózy je touha vyrovnat koncentraci rozpuštěné látky na obou stranách membrány. Proces probíhá spontánně a je doprovázen zvýšením entropie. Limit jeho výskytu je stav rovnováhy.

Tlak, který rozpouští rozpouštědlo na membránu, se nazývá osmotický tlak (str. 5)OSM). Osmotický tlak je popsán van't Hoffovou rovnicí:

a) pro neelektrolyty: tOSM = Cm· R · T

kde R je univerzální plynová konstanta, rovna 8,13 j / mol · K,

T - absolutní teplota, K.

SM - molární koncentrace roztoku, mol / l

i je izotonický koeficient (Van't Hoffův koeficient) charakterizující disociaci elektrolytu na ionty

Buněčné membrány zvířat a rostlinných organismů jsou propustné pro vodu a malé ionty. Voda jimi prochází a vytváří osmotický tlak. Normální plazmatický tlak je 740 - 780 kPa (37 0 C). Osmotický tlak plazmy a dalších biologických tekutin je způsoben především přítomností elektrolytů. V menší míře je tlak vytvářen koloidními částicemi proteinu, které neprocházejí membránou. Osmotický tlak vytvořený proteiny se nazývá onkotický. Je to pouze 3 - 4 kPa. Osmotická homeostáza způsobená prací ledvin, plic, kůže. Přenos látky proti koncentračnímu gradientu se nazývá osmotický.

Osmóza je základem řady fyziologických procesů: asimilace potravin, vylučování odpadních produktů, aktivní transport vody.

V lékařské praxi se používají roztoky, které jsou isoosmotické s krví (fyziologické roztoky). Například NaCl (0,9%), glukóza (4,5%). Zavedení fyziologických roztoků do krve, mozkomíšního moku a dalších biologických tekutin osoby nezpůsobuje osmotický konflikt (obrázek 8).

Se zavedením hypotonického řešení (strOSM 780 kPa).

Obrázek 8 - Buňky v roztoku (a) isotonické, (b) hypotonické, (c) hypertonické

Využití hypertonických řešení v medicíně

(a) 10% roztok NaCl se používá k léčbě hnisavých ran;

(b) 25% roztok MgS044 používá se jako antihypertenzivum;

(c) pro léčbu glaukomu se používají různé hypertonické roztoky.

Důležitou charakteristikou roztoků používaných pro intravenózní injekci je jejich osmolarita a osmolalita. Charakterizují obsah částic, které nemohou difundovat přes buněčnou membránu.

Osmotický krevní tlak: co se měří a jaké faktory ovlivňují odchylky od normy

Osmotický tlak krve (ODC) je úroveň síly, která cirkuluje rozpouštědlo (pro naše tělo je voda) přes membránu erytrocytů.

Udržování úrovně se vyskytuje na základě pohybu z roztoků, které jsou méně koncentrované v těch, kde je koncentrace vody větší.

Tato interakce je výměna vody mezi krví a tkání lidského těla. Ionty, glukóza, proteiny a další užitečné prvky koncentrované v krvi.

Normální osmotický tlak je 7,6 atm., Nebo 300 mOsmol, což je 760 mm Hg.

Osmol je koncentrace jednoho molu neelektrolytu rozpuštěného na litr vody. Osmotická koncentrace v krvi je stanovena přesně jejich měřením.

Co je JDC?

Prostředí buněk s membránou je obsaženo jak v tkáních, tak v krevních elementech, voda jím snadno prochází a prakticky neproniká rozpuštěnými látkami. Proto může odchylka osmotického tlaku vést ke zvýšení počtu červených krvinek a ztrátě vody a deformaci.

Pro erytrocyty a většinu tkání je zvýšení příjmu soli v těle, které se hromadí na stěnách cév a omezuje průchod krevních cév, škodlivé.

Tento tlak je vždy na přibližně stejné úrovni a je regulován receptory lokalizovanými v hypotalamu, krevních cévách a tkáních.

Jejich společný název je osmoreceptors, jsou to ti, kteří udržují ODC na správné úrovni.

Jedním z nejstabilnějších parametrů krve je osmotická koncentrace plazmy, která udržuje normální osmotický krevní tlak s pomocí hormonů a tělesných signálů - pocit žízně.

Co je to normální UDC?

Normální indikátory osmotického tlaku jsou indikátory kryoskopie, nepřesahující 7,6 atm. Analýza určuje okamžik, kdy krev zmrzne. Normální indikátory mrazícího roztoku pro osobu jsou 0,56-0,58 ° C, což odpovídá 760 mm Hg.

Samostatný typ APC je tvořen plazmovými proteiny. Také osmotický tlak plazmatických proteinů se nazývá onkotický tlak. Tento tlak je několikrát nižší než tlak, který vzniká v plazmě solemi, protože proteiny mají vysokou molekulovou hmotnost.

Ve vztahu k jiným osmotickým prvkům je jejich přítomnost zanedbatelná, i když jsou obsažena v krvi v množném množství.

To ovlivňuje celkový výkon JDC, ale v malém poměru (jeden celých dvě stě dvacátých) k celkovému výkonu.

To odpovídá 0,04 atm. Nebo 30 mm Hg. Pro indikátory osmotického krevního tlaku jsou jejich kvantitativní faktor a pohyblivost významnější než hmotnost rozpuštěných částic.

Popsaný tlak působí proti silnému pohybu rozpouštědla z krve do tkání a ovlivňuje přenos vody z tkání do cév. Proto postupuje tkáňový edém, což je důsledek poklesu koncentrace proteinu v plazmě.

Neelektrolyt obsahuje nižší osmotickou koncentraci než elektrolyt. To je uvedeno, protože. To, že molekuly elektrolytu rozpouští ionty, což vede ke zvýšení koncentrace aktivních částic, které charakterizují osmotickou koncentraci.

Co ovlivňuje odchylky osmotického tlaku?

Reflexní změny v aktivitě vylučovacích orgánů vedou k podráždění osmoreceptorů. Když jsou zaníceni, odstraní z těla přebytečné množství vody a solí, které vstoupily do krve.

Důležitou roli zde hraje kůže, jejíž tkáně se živí přebytečnou vodou z krve nebo ji vrátí do krve se zvýšeným osmotickým tlakem.

Výkon normální ODC je ovlivněn kvantitativní saturací krve elektrolyty a neelektrolyty, které jsou rozpuštěny v krevní plazmě.

Nejméně šedesát procent je ionizovaný chlorid draselný. Izotonická řešení jsou roztoky, ve kterých je hladina APC blízko plazmy.

S růstem ukazatelů této velikosti se kompozice nazývá hypertonická av případě poklesu hypotonická.

Pokud je normální osmotický tlak abnormální, spustí se poškození buněk. Aby se vrátily ukazatele osmotického tlaku v krvi, mohou injikovat roztoky, které jsou zvoleny v závislosti na onemocnění, což vyvolává odchylky AEC od normy.

Mezi nimi jsou:

  • Hypotonický koncentrovaný roztok. Při aplikaci ve správném dávkování čistí rány z hnisu a pomáhá snižovat velikost alergického otoku. Při nesprávných dávkách však dochází k rychlému naplnění buněk roztokem, což vede k jejich rychlému přerušení;
  • Hypertonické řešení. Zavedením tohoto roztoku do krve přispívejte k lepší eliminaci vodních buněk v cévním systému;
  • Ředění léčiv v izotonickém roztoku. Přípravky se v tomto roztoku míchají s normálními hodnotami ODC. Chlorid sodný je nejčastěji míchaný produkt.

Denní udržování normálních hladin UEC je sledováno potními žlázami a ledvinami. Nedovolují účinky produktů, které zůstanou po metabolismu na těle, vytvořením ochranných membrán.

Proto osmotický tlak krve téměř vždy kolísá na stejné úrovni. Prudký nárůst výkonu je možný při aktivní fyzické aktivitě. V tomto případě však samotné tělo indikátory rychle stabilizuje.

Interakce červených krvinek s roztoky v závislosti na jejich osmotickém tlaku.

Co se stane s odchylkami?

Při zvýšení osmotického tlaku krve se vodní buňky pohybují z erytrocytů do plazmy, v důsledku čehož se buňky deformují a ztrácejí svou funkčnost. S poklesem koncentrace osmolu dochází ke zvýšení saturace buňky vodou, což vede ke zvýšení její velikosti a deformaci membrány, která se nazývá hemolýza.

Hemolýza se vyznačuje tím, že když se deformuje většina krevních buněk - červených krvinek, nazývaných také červené krvinky, pak hemoglobinový protein vstupuje do plazmy, poté se stává transparentní.

Hemolýza je rozdělena do následujících typů:

Osmotický a onkotický krevní tlak

Osmotický a onkotický tlak krevní plazmy

Mezi různými ukazateli vnitřního prostředí těla osmotický a onkotický tlak zaujímá jedno z hlavních míst. Jedná se o tuhé homeostatické konstanty vnitřního prostředí a jejich odchylka (zvýšení nebo snížení) je nebezpečná pro životně důležitou činnost organismu.

Osmotický tlak

Osmotický tlak krve je tlak, který se vyskytuje na rozhraní roztoků solí nebo jiných nízkomolekulárních sloučenin různých koncentrací.

Jeho hodnota je dána koncentrací osmoticky aktivních látek (elektrolytů, neelektrolytů, proteinů) rozpuštěných v krevní plazmě a reguluje transport vody z extracelulární tekutiny do buněk a naopak. Osmotický tlak krevní plazmy je normálně 290 ± 10 mosmol / kg (v průměru roven 7,3 atm, nebo 5 600 mm Hg, neboli 745 kPa). Asi 80% osmotického tlaku krevní plazmy je způsobeno chloridem sodným, který je zcela ionizován. Roztoky, jejichž osmotický tlak je stejný jako krevní plazma, se nazývají izotonické nebo izo-kosmické. Patří mezi ně 0,85-0,90% roztok chloridu sodného a 5,5% roztok glukózy. Roztoky s nižším osmotickým tlakem než v krevní plazmě se nazývají hypotonické a s větším tlakem se nazývají hypertonické.

Osmotický tlak krve, lymfy, tkáně a intracelulárních tekutin je přibližně stejný a má dostatečnou stálost. Je nezbytné zajistit normální fungování buněk.

Onkotický tlak

Onkotický krevní tlak - je součástí osmotického tlaku krve vytvořeného plazmatickými proteiny.

Velikost onkotického tlaku se pohybuje od 25-30 mm Hg. (3,33 - 3,99 kPa) a 80% je určeno albuminem vzhledem k jejich malé velikosti a nejvyššímu obsahu v krevní plazmě. Onkotický tlak hraje důležitou roli v regulaci výměny vody v těle, a to v jeho retenci v krevním řečišti. Onkotický tlak ovlivňuje tvorbu tkáňové tekutiny, lymfy, moči, vstřebávání vody ze střeva. Když se snižuje onkotický tlak v plazmě (například u onemocnění jater, kdy dochází ke snížení produkce albuminu nebo onemocnění ledvin, když se zvyšuje vylučování bílkovin v moči), dochází k rozvoji edémů, protože voda je špatně zadržována v cévách a jde do tkání.

Co je to osmotický tlak

Význam slova osmotický tlak ve slovníku lékařských termínů:

Osmotický tlak - nadměrný hydrostatický tlak na roztok oddělený od čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou, při které se zastaví difúze rozpouštědla membránou. Hladina O. v buňkách a vnitřní prostředí organismu hraje důležitou roli v procesech jeho vitální aktivity.

Význam slova osmotický tlak ve slovníku Brockhaus a Efron:

Osmotický tlak - viz Osmóza.

Definice "osmotického tlaku" podle TSB:

Osmotický tlak je difuzní tlak, termodynamický parametr charakterizující tendenci roztoku snižovat koncentraci, když je v kontaktu s čistým rozpouštědlem v důsledku proti-difúze solutu a molekul rozpouštědla. Pokud je roztok oddělen od čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou, pak je možná pouze jednostranná difúze - osmotická absorpce rozpouštědla membránou do roztoku. V tomto případě O. d. Stává se dostupným pro přímé měření hodnotou rovnající se nadměrnému tlaku aplikovanému z roztoku při osmotické rovnováze (viz Osmóza). O. d. Je způsoben snížením chemického potenciálu rozpouštědla v přítomnosti rozpuštěné látky. Tendence systému vyrovnat chemické potenciály ve všech částech svého objemu a jít do stavu s nižší úrovní volné energie způsobuje osmotický (difúzní) přenos hmoty. O. d. V ideálních a extrémně zředěných roztocích nezávisí na povaze rozpouštědla a rozpuštěných látek. při konstantní teplotě je určen pouze číslem
"Kinetické prvky" - ionty, molekuly, přidružené nebo koloidní částice - na jednotku objemu roztoku. První měření O. provedl V. Pfeffer (1877), zkoumající vodné roztoky třtinového cukru. Jeho údaje dovolily J. H. van't Hoffovi stanovit (1887) O. závislost na koncentraci rozpuštěné substance, který se shoduje ve formě s Boyle-Mariotte právem pro ideální plyny. Ukázalo se, že O. d. (P) je numericky roven tlaku, který by solut měl mít, kdyby byl ve stavu ideálního plynu při dané teplotě a zabíral objem rovný objemu roztoku. U velmi zředěných roztoků nedisociačních látek je vzorek s dostatečnou přesností popsán rovnicí:
piV = nRT, kde n je počet molů rozpuštěné látky v objemu roztoku V. R je univerzální plynová konstanta. T je absolutní teplota. V případě disociace látky v roztoku na ionty se na pravou stranu rovnice zavádí faktor i> 1, van't Hoffův koeficient. se spojením rozpuštěné látky i + a Cl minus se vylučují přes žábry, v plazích moře (hadi a želvy) a v ptácích přes speciální slané žlázy umístěné v oblasti hlavy. Ionty Mg 2+, SO4 2-, 18 / 18031124.tif se u těchto organismů vylučují ledvinami. A. d. U hyper- a hypo-osmotických organismů mohou být vytvořeny jak ionty převládající ve vnějším prostředí, tak metabolické produkty. Například u žraločích ryb a paprsků je O. o 60% tvořeno močovinou a trimethylamoniem. v krevní plazmě savců - hlavně díky iontům Na + a Cl minus. v larvách hmyzu v důsledku různých metabolitů s nízkou molekulovou hmotností. U mořských jednobuněčných, ostnokožců, hlavonožců, mixinů a dalších isoosmotických organismů, ve kterých O. d. Je určeno O. vnějšího prostředí a jsou mu rovny, chybí mechanismy osmoregulace (kromě buněčných).
Rozsah středních hodnot O v buňkách organismů, které nejsou schopny udržet osmotickou homeostázu, je poměrně široký a závisí na typu a věku organismu, typu buněk a O. prostředí. Za optimálních podmínek se celková buněčná míza zemních orgánů močaristých rostlin pohybuje v rozmezí od 2 do 16 v. V různých buňkách rostliny, O. moci být dramaticky odlišný (například, v mangrove O. buněčná míza je o 60 atm, a O. v xylem cévách nepřekročí 1 - 2 atm). Homo-osmotické organismy, tj. Schopné udržet relativní stálost O., jsou průměrné a rozsah oscilací O. je odlišný (žížal je 3,6-4,8 atm, sladkovodní ryby jsou 6,0-6,6)., oceánská kostnatá ryba - 7,8-8,5, žralok ryba - 22,3-23,2, savci - 6,6-8,0 atm). U savců, O. většiny biologických tekutin je stejný s O. krve (výjimka je tekutiny vylučované některými žlázami - sliny, pot, moč, etc.). O., vytvořené v buňkách živočichů vysokomolekulárními sloučeninami (proteiny, polysacharidy atd.), Je nevýznamné, ale hraje důležitou roli v metabolismu (viz. Onkotický tlak).
V. V. Natochin, V. V. Kabanov.
: Melvin-Hughes E. A., Fyzikální chemie, trans. z angličtiny, prince 1-2, M., 1962. Průběh fyzikální chemie, ed. Ya.I. Gerasimova, t. 1-2, M. - L., 1963-1966. Pasynsky AG, Colloid chemistry, 3. vydání, M., 1968: Prosser L., Brown F., Srovnávací fyziologie zvířat, trans. z angličtiny, M., 1967. Griffin D., Novik El., Živý organismus, trans. z angličtiny., 1973. Nobel P., Fyziologie rostlinných buněk (fyzikálně-chemický přístup), trans. z angličtiny, M., 1973.
Schéma osmometru: A - komora pro řešení. B - kamera pro rozpouštědlo. M - membrána. Hladina kapaliny v trubkách při osmotické rovnováze: a a b - za podmínek stejných vnějších tlaků v komorách A a B, když rhoA =
rho.B, současně H - sloupec tekutiny, vyrovnávání osmotického tlaku. b - za podmínek nerovnosti vnějších tlaků, kdy rhoA - rho.B = pi..

Řekněte svým přátelům, co je to - osmotický tlak. Sdílet tuto stránku na své stránce.

Osmóza a osmotický tlak

Pokud roztok a rozpouštědlo oddělíte pomocí polopropustného oddílu (membrány), který umožňuje, aby molekula rozpouštědla prošla volně a molekula pro retenci rozpuštěné látky, je pozorována jednostranná difúze rozpouštědla.

Tento druh difúze je způsoben skutečností, že počet molekul rozpouštědla na jednotku objemu je větší než ve stejném objemu roztoku, protože v roztoku je část objemu obsazena molekulami solutu. V důsledku molekulárního pohybu převládá pohyb molekul rozpouštědla membránou z rozpouštědla do roztoku nad jejich pohybem v opačném směru.

Jednostranná difúze rozpouštědla do roztoku se nazývá osmóza a síla, která způsobuje osmózu, označovaná jako povrchová jednotka semipermeabilní membrány, se nazývá osmotický tlak.

V důsledku osmózy a difúze jsou koncentrace koncentrací pryč a způsoby, jakými se toto vyrovnávání dosahuje, jsou zásadně odlišné. V procesu difúze se rovnosti koncentrací dosahuje pohybem molekul rozpuštěné látky a v případě osmózy pohybem molekul rozpouštědla.

Mechanismus osmózy nemůže být vysvětlen pouze skutečností, že semipermeabilní membrány hrají roli síta s buňkami, kterými molekuly rozpouštědla volně procházejí, ale neprocházejí molekulami solutu.

Zdá se, že mechanismus osmózy je mnohem složitější. Zde hraje velkou roli struktura a složení membrány.

V závislosti na povaze membrány bude mechanismus osmózy odlišný. V některých případech pouze membrány, které se v ní volně rozpouští, procházejí membránou, v jiných případech membrána interaguje s rozpouštědlem, čímž se tvoří meziproduktové křehké sloučeniny, které se snadno rozpadají, a nakonec může také představovat porézní přepážku s určitými velikostmi pórů.

Pro měření osmotického tlaku v nádobě se semipermeabilními stěnami se zkušební roztok nalije a pevně uzavře zátkou, do které je vložena trubka, připojená k manometru. Takový přístroj pro měření osmotického tlaku se nazývá osmometr.

Osmometr s roztokem se ponoří do nádoby s rozpouštědlem. Na začátku procesu rozpouští rozpouštědlo z vnější nádoby do osmometru vyšší rychlostí než z něj, takže hladina kapaliny v trubici osmometru stoupá, což vytváří hydrostatický tlak, který se postupně zvyšuje. Jak hydrostatický tlak roste, rychlost difúze rozpouštědla do osmometru a ven z osmometru je vyrovnána, končit stavem dynamické rovnováhy, vzestupem kapaliny v trubce osmometru se zastaví.

Hydrostatický tlak stanovený osmózou slouží jako měřítko osmotického tlaku.

Měření osmotického tlaku osmometrem není vždy s dostatečnou přesností vždy možné, protože nejsou žádné membrány schopné zadržet všechny částice rozpuštěné látky. Naměřená hodnota osmotického tlaku pro stejný roztok bude proto do určité míry záviset na povaze membrány.

Osmotický tlak se vyskytuje pouze na hranici mezi roztokem a rozpouštědlem (nebo roztokem o různé koncentraci), pokud je tato hranice tvořena semipermeabilní přepážkou. Roztok obsažený v běžné nádobě nevyvíjí žádný tlak na své stěny, kromě obvyklého hydrostatického tlaku. Proto by osmotický tlak neměl být považován za vlastnost rozpuštěné látky nebo rozpouštědla nebo samotného roztoku, ale za vlastnost systému rozpouštědla a roztoku s polopropustnou bariérou mezi nimi.

Zákony Raoul jsou obyčejná jména kvantitativních zákonů objevila francouzská chemik F. M. Raul v 1887, popisovat některé ty colligative (se spoléhat na koncentraci, ale ne na povaze rozpuštěné substance) vlastnosti řešení.

První zákon Raul [upravit překlad] t

První zákon Raul spojuje tlak nasycené páry nad roztokem s jeho složením; Je formulován následovně:

Parciální tlak nasycených par složky roztoku je přímo úměrný jeho molární frakci v roztoku a koeficient proporcionality se rovná tlaku nasycených par nad čistou složkou.

Pro binární roztok složený ze složek A a B (složka A, které považujeme za rozpouštědlo) je vhodnější použít jinou formulaci:

Relativní pokles parciálního tlaku par rozpouštědla nad roztokem nezávisí na povaze rozpuštěné látky a je roven její molární frakci v roztoku.

Na povrchu je méně molekul rozpouštědel, které se mohou vypařit, protože rozpuštěná látka zabírá část prostoru.

Řešení, pro která je zákon Raul splněn, se nazývá ideální. Ideální pro jakékoliv koncentrace jsou roztoky, jejichž složky jsou velmi podobné ve fyzikálních a chemických vlastnostech (optické izomery, homology atd.) A jejichž tvorba není doprovázena změnou objemu a uvolňováním nebo absorpcí tepla. V tomto případě jsou síly intermolekulární interakce mezi homogenními a heterogenními částicemi přibližně stejné a tvorba roztoku je způsobena pouze entropickým faktorem.

Odchylky od zákona Raoul [upravit překlad] t

Roztoky, jejichž složky se významně liší ve fyzikálních a chemických vlastnostech, se řídí zákonem Raul pouze v oblasti velmi malých koncentrací; při vysokých koncentracích jsou pozorovány odchylky od Raulova zákona. Případ, kdy skutečné parní tlaky par nad směsí jsou větší než ty vypočítané Raulovým zákonem, se nazývají pozitivní odchylky. Opačný případ je, když parciální tlaky par složek jsou menší než vypočtené - záporné odchylky.

Důvodem pro odchylky od Raulova zákona je skutečnost, že homogenní částice vzájemně ovlivňují odlišně než heterogenní (silnější v případě pozitivních a slabších v případě negativních odchylek).

Skutečná řešení s pozitivními odchylkami od Raulova zákona jsou tvořena z čistých složek s absorpcí tepla (ΔНřešení > 0); objem roztoku je větší než součet počátečních objemů složek (AV> 0). Řešení s negativními odchylkami od Raulova zákona jsou tvořena uvolněním tepla (ΔНřešení −1 kg, resp. Protože jeden molární roztok není nekonečně zředěn, druhý Raulův zákon pro něj není obecně uspokojen a hodnoty těchto konstant jsou získány extrapolací závislosti z oblasti nízkých koncentrací na m = 1 mol / kg.

Pro vodné roztoky v rovnicích druhého zákona Raul je molární koncentrace někdy nahrazena molárním. V obecném případě je taková výměna nezákonná a pro řešení, jejichž hustota se liší od 1 g / cm3, může dojít k významným chybám.

Druhý zákon Raul umožňuje experimentálně stanovit molekulové hmotnosti sloučenin neschopných disociace v daném rozpouštědle; může být také použit ke stanovení stupně disociace elektrolytů.

Řešení elektrolytů [Upravit]

Raulovy zákony nejsou splněny pro řešení (i nekonečně zředěná), která provádějí elektrická - elektrolytová řešení. Vant-Hoffs představil korekci na tyto rovnice, izotonický koeficient i, který implicitně vezme v úvahu disociaci molekul rozpuštěné substance: t

Nepředložení řešení elektrolytů Raoulovým zákonům a Vant-Hoffově principu sloužilo jako výchozí bod pro S. Arrhenius k vytvoření teorie elektrolytické disociace.

Elasticita Saturace - elasticita vodní páry, maximální možná teplota. Čím vyšší je teplota vzduchu, tím vyšší je teplota vzduchu. V důsledku toho začíná kondenzace vodní páry.

Ebullioskopická konstanta je rozdíl mezi teplotou varu roztoku a teplotou čistého rozpouštědla.

Kryoskopická konstanta je rozdíl mezi bodem tuhnutí roztoku a teplotou čistého rozpouštědla.

74. Fenomén osmózy, její úloha v biologických systémech. Osmotický tlak. Vant-Hoffův zákon.

Roztoky isotonické, hypo-a hypertonické.

Fenomén osmózy je pozorován v prostředích, kde je pohyblivost rozpouštědla větší než mobilita rozpuštěných látek. Důležitým konkrétním případem osmózy je osmóza přes semipermeabilní membránu. Polopropustné membrány se nazývají membrány, které mají dostatečně vysokou permeabilitu ne pro všechny, ale pouze pro některé látky, zejména pro rozpouštědlo. (Mobilita rozpuštěných látek v membráně má sklon k nule). Je to zpravidla kvůli velikosti a mobilitě molekul, například molekula vody je menší než většina molekul rozpuštěných látek. Jestliže taková membrána odděluje roztok a čisté rozpouštědlo, koncentrace rozpouštědla v roztoku se ukáže být méně vysoká, protože tam je část jeho molekul nahrazena molekulami solutu (viz obr. 1). Výsledkem je, že přechody částic rozpouštědla z komory obsahující čisté rozpouštědlo do roztoku se budou vyskytovat častěji než v opačném směru. Objem roztoku se tedy zvýší (a koncentrace látky se sníží), zatímco objem rozpouštědla se odpovídajícím způsobem sníží.

Význam osmózy [upravit překlad] t

Osmóza hraje důležitou roli v mnoha biologických procesech. Membrána obklopující normální krevní buňky je propustná pouze pro molekuly vody, kyslík, některé živiny rozpuštěné v krvi a produkty buněčné aktivity; pro velké proteinové molekuly, které jsou rozpuštěny uvnitř buňky, je neproniknutelný. Proto proteiny, které jsou tak důležité pro biologické procesy, zůstávají uvnitř buňky.

Osmóza se podílí na přenosu živin v kmenech vysokých stromů, kde kapilární přenos není schopen plnit tuto funkci.

Osmóza je široce používána v laboratorní technologii: při určování molárních vlastností polymerů, koncentrace roztoků, studia různých biologických struktur. Osmotické jevy se někdy používají v průmyslu, například při přípravě určitých polymerních materiálů, čištění vysoce mineralizované vody metodou reverzní osmózy kapalin.

Rostlinné buňky také používají osmózu ke zvýšení objemu vakuoly tak, že rozšiřuje buněčné stěny (turgor tlak). Rostlinné buňky to provádějí skladováním sacharózy. Zvýšením nebo snížením koncentrace sacharózy v cytoplazmě mohou buňky regulovat osmózu. Tím se zvyšuje elasticita závodu jako celku. Mnoho pohybů rostlin je spojeno se změnami tlaku turgoru (například pohyby vousů hrachu a jiných popínavých rostlin). Sladkovodní protozoa mají také vakuolu, ale úkolem nejjednodušších vakuol je pouze pumpovat přebytečnou vodu z cytoplazmy, aby se v ní udržovala konstantní koncentrace látek rozpuštěných v ní.

Osmóza také hraje důležitou roli v ekologii vodních útvarů. Pokud koncentrace soli a jiných látek ve vodě stoupá nebo klesá, obyvatelé těchto vod zemřou v důsledku nepříznivých účinků osmózy.

Osmotický tlak (označený π) - nadměrný hydrostatický tlak na roztok, oddělený od čistého rozpouštědla semipermeabilní membránou, při které se zastaví difúze rozpouštědla membránou. Tento tlak má tendenci vyrovnávat koncentrace obou roztoků v důsledku proti-difúze molekul solutu a rozpouštědla.

PRÁVO VANT-GOFFA popisuje závislost OSMOTICKÉHO TLAKU zředěných roztoků na teplotě a molární koncentraci roztoku:
Van't Hoff dospěl k závěru, že Avogadroův zákon platí i pro zředěná řešení. Experimentálně zjistil, že osmotický tlak, který je měřítkem touhy dvou různých řešení na obou stranách membrány vyrovnat koncentraci, ve slabých roztocích závisí nejen na koncentraci, ale také na teplotě, a proto se řídí zákony termodynamiky plynů. Van't Hoff vyjádřil osmotický tlak vzorcem PV = iRT, kde P znamená osmotický tlak látky rozpuštěné v kapalině; V je objem; R je plynová konstanta; T - teplota a i - koeficient, který se často rovná 1 pro plyny a pro roztoky obsahující soli - více než jeden. Van't Hoff byl schopen vysvětlit, proč se hodnota i mění spojením tohoto koeficientu s počtem iontů v roztoku. Studie zředěných roztoků provedené Van'tem Hoffem byly důvodem S.Arrheniovy teorie elektrolytické disociace. Následně Arrhenius přišel do Amsterdamu a pracoval s Vant-Hoffem.

Izotonický roztok (isoosmotický roztok) - roztok, jehož osmotický tlak je roven osmotickému tlaku krevní plazmy; například 0,9% vodný roztok chloridu sodného, ​​5% vodný roztok glukózy. Všechny tyto roztoky se používají při léčbě různých onemocnění za účelem zmírnění intoxikace a dalších projevů onemocnění. Izotonický rasvtora, na rozdíl od hypertonické a hypertonické (nepoužívá se pro intravenózní podání), nevede k hemolýze červených krvinek při intravenózním podání.

Hypotonické roztoky se liší od izotonických nižších koncentrací, a tedy i nižšího osmotického tlaku. Po kontaktu s tkáněmi vstupuje voda z hypotonických roztoků do tkáňových buněk. V důsledku toho bobtnají a pokud se v nich voda akumuluje nadměrně, prasknou buněčné membrány, tj. Buněčná lýza.

Použití hypotonických roztoků chloridu sodného v praxi je velmi omezené. V některých případech se používají k přípravě roztoků látek používaných pro infiltrační anestezii. Účinek anestetik v hypotonických roztocích je zvýšen, protože tyto přispívají k hlubšímu pronikání látek do tkání.

Hypertonické roztoky, roztoky, jejichž osmotický tlak je vyšší než osmotický tlak v rostlinných nebo živočišných buňkách a tkáních. V závislosti na funkční, druhové a ekologické specifičnosti buněk je osmotický tlak v nich odlišný a roztok, hypertonický pro některé buňky, může být izotonický nebo dokonce hypotonický pro ostatní. nasává vodu z buněk, které snižují objem, a pak další kompresní zastávky a protoplazmy zaostávají za buněčnými stěnami (viz Plazmolýza). Červené krvinky lidí a zvířat v G. p. také ztrácí vodu a snižuje objem. G. r. v kombinaci s hypotonickými roztoky a izotonickými roztoky se používají k měření osmotického tlaku v živých buňkách a tkáních.