3.Ерітіндінің коллигативті қасиеттері. Осмос құбылысы. Осмос қысымы. Вант – Гофф теңдеуі. Осмостың биологиядағы маңызы. Ерітінді деп екі немесе бірнеше компоненттен тұратын гомогенді жүйелерді айтады. Әдетте ерітінділердің тығыздығы, қайнау және қату температурасы, тұтқырлығы сияқты қасиеттері өзгеріп отырады. Ерітінділердің мынадай қасиеттері бар:ерітінді бетінде еріткіштің бу қысымы салыстырмалы төмендейді;ерітіндінің қайнау температурасы еріткіштің қайнау температурасына қарағанда жоғары болады;ерітіндінің қату температурасы еріткішке қарағанда төмен болады; Ерітіндінің осы қасиеттері коллигативтік қасиеттер деп аталады. Коллигативтік қасиеттер еріткіштің табиғаты мен еріген заттың концентрациясына тәуелді болады, яғни еріген заттың бірлік көлемдегі бөлшектер санына байланысты болады да, бөлшектердің қасиеттеріне байланыссыз болады. Әдетте коллигативтік қасиеттер бір-біріне тепе-теңдікте түрған екі фаза болғанда байқалады.
Жартылай өткізгіш арқылы өтетін бір жақты диффузия құбылысы – осмос деп аталады. Судың молекулаларын өткiзетiн ал ерiген заттың молекулаларын өткiзбейтiн жартылай өткiзгiштен жасалған ыдыс осмометр деп аталады . Осы кіші ыдысқа концентрлі ерiтiндiнi (С1) құйып, екiншi (концентрациясы аз С2) ыдыстың iшiне қойса, бiр жақты диффузия байқалады. Мұнда су молекулалары ғана, яғни С1С2 болғандықтан, жартылай өткiзгiш арқылы концентрациясы аз ерiтiндiден (үлкен ыдыстан) кiшi ыдысқа өтедi. . Мұндай жартылай өткізгіш қабыршақтарды синтездеуге болады. Мысалы саздан жасалған ыдысқа мына тұздардың ерітінділерін құйса:
2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4.
Онда ол ыдыста жартылай өткізгіштік қасиет пайда болады, себебі Cu2[Fe(CN)6] жартылай өткізгіштік қасиеті бар.
Осындай жартылай өткiзгiш арқылы бiржақты диффузияны – осмос деп атайды (osmos грек тiлiнде – басу, итеру деген мағынада).
Сұйықтардың өзара ерiгiштiгiнiң мәнiн алдын-ала сипаттайтын жалпы теория жоқ. Бiрақ, сұйықтардың табиғаты неғұрлым жақын болса, соғұрлым бiр-бiрiнде жақсы еритiнi белгiлi, яғни “ұқсастар ұқсастарда жақсы еридi” деген эмпирикалық ереже орындалады.
Голландия химигi Вант-Гофф 1886 ж. сұйытылған электролит емес ерiтiндiлердiң осмос қысымы ерiтiндiнiң концентрациясы мен температураға тәуелдi екендiгiн тапты. Ол Менделеев-Клайперон теңдеуiне сүйене отырып, бұл теңдеудегi көлем (V) мағынасын концентрация (с) арқылы V=m/c белгілеп, осмос қысымының (Р) теңдеуiн шығарды:
PV=mRT, P=cRT.
Мұнда: Р – ерiтiндiнiң осмос қысымы, Па; с – ерiтiндiнiң молярлық концентрациясы, моль/л; m – V көлемдегi ерiген заттың моль саны, R=8,314 Дж/моль.К; Т – абсолюттiк температура.
Осмос қысымы Вант-Гофф заңымен былай сипатталады: ерiтiндiнiң осмос қысымы, сол ерiген зат газ күйiнде болып, осы температурада, ерiтiндiнiң көлемiндей көлем алып тұрғандағы туғызатын қысымына тең.