В далеком 1748 году француз Жан-Антуан Нолле, экспериментируя с водой и мембраной, обнаружил осмотической давление. Это явление заключается в избирательной способности молекул проникать через мембранные фильтры:
- водный раствор с небольшой плотностью протекает через них,
- концентрированный раствор не способен пройти.
Если к концентрированному составу применить давление определенной силы, то перетекание воды сквозь полупроницаемую мембрану можно замедлить или прекратить. Наименьшее давление, при котором прекращается проникновение воды через мембранный фильтр, называется соматическим. Свободное перетекание растворителя под действием собственной тяжести назвали осмосом.
От чего зависит осмотическое давление воды
Будет вода проходить через мембрану либо не будет, зависит от материала, из которого она изготовлена. Барьер должен быть полупроницаемым (полимеры, керамоперегородки), с порами такого размера, чтобы они пропускали растворитель Н2О, но удерживали частицы других веществ, присутствующих в воде в растворенном виде. По обе стороны от фильтра должны находиться разно-концентрированные растворы. Это важно!
Осмотическое давление зависит от двух главных факторов:
1) концентрация водного раствора (независимо от состава растворенных в нём элементов);
2) температура среды.
Химик Вант-Гофф (из Нидерландов) доказал, что осмотическое давление жидкостей подчиняется законам, которые действуют в газовых средах. Он вывел формулу для расчета:
- π — расчетное осмотическое давление,
- C — концентрация растворенных веществ,
- T — температура,
- R — универсальная газовая постоянная.
Для чего нужно знать осмотическое давление воды
Для замера давления используют осмометр. Статические измерения производят после того, как в системе установилось равновесие (этот момент уловить довольно сложно). Давление определяют по размеру столбика, который поднимается вверх по трубке измерительного прибора. При динамическом способе рассчитывают объемную скорость пропускания и выдавливания молекул Н2О с разной приложенной силой, затем производят вычисления с использованием всех промежуточных значений.
На природных законах осмотического давления основаны многие жизненные процессы: пища всасывается в стенки кишечника, быстро набухают крупы, залитые жидкостью, корни растений поглощают воду из почвы, а рыбы впитывают ее кожей и жабрами. Осмос лежит в основе консервации продуктов, его применяют в биохимии, фармакологии, промышленности, энергетике. Намного больше информации об осмосе вы сможете прочесть в этой статье на нашем сайте.
Для очистки, обессоливания и опреснения воды используют установки, которые работают по принципу обратного осмоса.
Вам также могут понравиться:
1. Что такое артезианская вода
2. Почему из скважины пахнет болотом. Что с этим делать?
3. Как спаять полипропилен. Выпуск 2. Рубрика "Вопрос-ответ водоочистки"