of 67 /67
RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI

RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

  • Upload
    others

  • View
    14

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RAVNOTEŽA FAZA:

RAZBLAŽENI RASTVORI

Page 2: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RAZBLAŽENI RASTVORI

Rastvor: jednofazni sistem (bilo kog agregatnog stanja) od

dve ili više komponenata, u kome su hemijske vrste koje ga

sačinjavaju dispergovane do veličine molekula.

Analiziraćemo sisteme čije komponente:

• međusobno hemijski ne reaguju

• koji ne podležu elektrolitičkoj disocijaciji.

Page 3: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TIPOVI RASTVORA

Rastvor Primer

rastvarač rastvorak

gas gas vazduh

tečnost tečnost ROH – H2O

čvrsto telo čvrsto telo legura

gas tečnost vazduh – H2O

tečnost gas H2O – O2

gas čvrsto telo smog

čvrsto telo gas Pt – H2

tečnost čvrsto telo H2O – NaCl

čvrsto telo tečnost metal – Hg

Page 4: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KONCENTRACIJA RASTVORA

jedinice simbol definicija

maseni procenti % m / m (mrastvorak / mrastvor) 100

zapreminski procenti % v / v (vrastvorak / vrastvor) 100

masa/zapremina proc. % m / v (mrastvorak / vrastvor) 100

parts per million ppm mgrastvorak / kgrastvor

parts per billion ppb grastvorak / kgrastvor

molarnost M molrastvorak / Lrastvor

molalnost m molrastvorak / kgrastvarač

Page 5: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KONCENTRACIJA RASTVORA

Način izražavanja koncentaricije zavisi od osobina komponenata:

• ako su komponente sličnih tački ključanja i topljenja onda se

koriste molski udeli.

• ako se komponente veoma razlikuju, onda se korste molaliteti

ili molariteti.

Page 6: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

Pri dodavanju rastvorka rastvaraču, osobine rastvarača se

modifikuju:

• napon pare se smanjuje

• tačka mržnjenja se smanjuje

• tačka ključanja se povećava

• osmoza je moguća (osmotski pritisak)

Koligativne osobine. Zavise samo od broja čestica rastvorka, a

ne zavise od prirode i vrste rastvorenih čestica.

Page 7: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

Pretpostavke:

• količina rastvorka je mnogo manja od količine rastvarača,

pa je stoga rastvor razblažen

• rastvorak je neisparljiv tj. ne pojavljuje se u gasnoj fazi

• rastvorak ne gradi čvrst rastvor sa rastvaračem

• rastvorak ne menja svoj hemijski oblik pri rastvaranju,

tj. ne reaguje hemijski sa rastvaračem, ne asosuje niti

disosuje pri rastvaranju.

Page 8: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

rastvarač+rastvorakčist rastvarač

ttxx 0

1111 0ln1

HEMIJSKI POTENCIJAL RASTVARAČA

1

0

11 ln)()( xRTtt

)(0

1 t 1

0

1 ln)( xRTt

Page 9: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

HEMIJSKI POTENCIJAL RASTVARAČA

1

0

11 ln)()( xRTtt

Page 10: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

Tt

0Tt Tk

0Tk

(t)

0(~)

0(t)

0(g)

rastvara~

rastvor

T

1

0

11 ln)()( xRTtt

0(č) 0(t)

0(g)

(t)

rastvor

rastvarač

Page 11: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

• sniženje napona pare

• povišenje tačke ključanja

• sniženje tačke mržnjenja

• osmoza

Page 12: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

• sniženje napona pare

• povišenje tačke ključanja

• sniženje tačke mržnjenja

• osmoza

Page 13: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽENJE NAPONA PARE

Molekuli

rastvarača

Neisparljivi

molekuli

rastvorka

Fon Babo:

Raul:

Raulov zakon:

1

0

11 xpp

20

1

1

0

1 xp

pp

.0

1

1

0

1 constp

pp

Page 14: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽENJE NAPONA PARE

RastvorRastvarač

Relativno sniženje

napona pare:

20

1

1

0

1 xp

pp

• isto za sve rastvore iste koncentracije

• ne zavisi od temperature

• da bi ovo bilo ispunjeno potrebno je da je diferencijalna toplota

razblaživanja jednaka nuli, tj. da je rastvor idealan

Page 15: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE

hemijski potencijal rastvarača u tečnoj fazi:

1

0

11 ln xRTtt

θ

10

11 lnp

fRTgg

hemijski potencijal rastvarača u gasovitoj fazi:

hemijski potencijal čistog rastvarača:

θ

0

10

1

0

1 lnp

fRTgt

Page 16: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE

gt 11

θ

10

11

0

1 lnlnp

fRTgxRTt

pri ne suviše visokim pritiscima:

θ

10

11θ

0

10

1 lnlnlnp

fRTgxRT

p

fRTg

0

111 fxf

0

111 pxp

20

1

1

0

1

0

1

0

11

0

1

0

1

1

0

1 1x

p

xp

p

pxp

p

pp

relativno sniženje napona pare:

Page 17: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽENJE NAPONA PARE

Merenjem relativnog sniženja napona pare moguće je odrediti molarnu

masu rastvorene supstancije M2.

21

12

1

2

21

2

0

1

1

0

1

Mm

Mm

n

n

nn

n

p

pp

Page 18: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

• sniženje napona pare

• povišenje tačke ključanja

• sniženje tačke mržnjenja

• osmoza

Page 19: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

Tt

0Tt Tk

0Tk

(t)

0(~)

0(t)

0(g)

rastvara~

rastvor

T

1

0

11 ln)()( xRTtt

0(č) 0(t)

0(g)

(t)

rastvor

rastvarač

Page 20: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

POVIŠENJE TAČKE KLJUČANJA

Tk = Tk Tk0 AB

(p0 p) /p0 AC

0

0

.p

ppTconst

AC

ABk

Tk Tk0

Page 21: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (1)

1

0

1

10

1 ln)(ln)( xRTtp

pRTg

)()( 11 tg

Page 22: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (1)

R

S

RT

H

RT

G

RT

tgx

misp

k

misp

k

misp

k

,,,0

111

)()(ln

2212 1lnln1 xxxx

R

S

RT

H misp

k

misp ,

0

,1ln

0

,

0

0

,

0

,,

1lnkk

kmisp

kk

kkmisp

k

misp

k

misp

TRT

TH

TRT

TTH

RT

H

RT

Hx

200

,, kkkmispmisp TTTHL

Page 23: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (1)

20

,

2

k

kmisp

T

T

R

Lx

2

,

20

xL

TRT

misp

kk

1

12

1

2

21

22

m

Mn

n

n

nn

nx

1

12

,

20

m

Mn

L

TRT

misp

kk

1000:: 12 mmn mk

m

L

MTRT b

misp

kk

1000,

1

20

Page 24: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

POVIŠENJE TAČKE KLJUČANJA

mkT bk

Merenjem Tb može se odrediti molarna masa rastvorene

supstancije. Postupak se naziva ebulioskopija.

1

,

20

1000M

L

TRk

misp

kb

Page 25: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (2)

2

,ln

RT

L

dT

pd mispt

20

,

221ln

k

kmisp

TR

TLxx

k

k

T

T

misp

p

pT

dT

R

Lpd

0

01

1

2

,

ln

ln

1ln

0

0,

0

,

1

1

0

1 11lnln

kk

kkmisp

kk

misp

TT

TT

R

L

TTR

Lx

p

p

mkmM

L

TRT b

misp

kk

1

,

20

1000

isp

k

misp

kb

l

TRM

L

TRk

3

20

1

,

3

20

1010

Page 26: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

• sniženje napona pare

• povišenje tačke ključanja

• sniženje tačke mržnjenja

• osmoza

Page 27: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

Tt

0Tt Tk

0Tk

(t)

0(~)

0(t)

0(g)

rastvara~

rastvor

T

1

0

11 ln)()( xRTtt

0(č) 0(t)

0(g)

(t)

rastvor

rastvarač

Page 28: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽNJE TAČKE MRŽNJENJA

Tm = Tn0 Tm AB

(p0 p) /p0 AC

0

0

.p

ppTconst

AC

ABm

Tm Tm0

Page 29: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (1)

20

,

22

0

0

,

0

,,

1

,

0

,

,,,0

1

0

11

1

0

1

0

1

11

1ln

ln

1ln

)()(ln

ln)()(

)()(

m

mmtop

mm

mmmtop

m

mtop

m

mtop

mtop

m

mtop

mtop

m

mtop

m

mtop

m

TR

TLxx

TRT

TTH

RT

H

RT

Hx

R

S

RT

H

R

S

RT

H

RT

G

RT

tčx

xRTtč

mkmML

RTT f

mtop

mm

1

,

02

1000 top

m

mtop

mf

l

RTM

L

RTk

3

02

1

,

3

02

1010

Page 30: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (2)

2

,ln

RT

L

dT

pd msubč

2

,ln

RT

L

dT

pd mispt

Page 31: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE (2)

2

,,)/ln(

RT

LL

dT

ppd mispmsubtč

2

,1ln

RT

L

dT

xd mtop

0

1

2

,1ln

ln

1lnm

m

T

T

mtop

xT

dT

R

Lxd

mm

mtop

TTR

Lx

11ln1ln

0

,

1

mkmML

RTT f

mtop

mm

1

,

02

1000 top

m

mtop

mf

l

RTM

L

RTk

3

02

1

,

3

02

1010

1

0

11

0

11 //;;: xppppppppT tčtč

m

Page 32: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽENJE TAČKE MRŽNJENJA

mkT fm

Merenje Tm može se odrediti molarna masa rastvorene

supstancije. Postupak se naziva krioskopija.

Page 33: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

SNIŽENJE TAČKE MRŽNJENJA

Sniženje tačke mržnjenja izvedeno uz aproksimacije:

• da se para (iznad čvrste kao i iznad tečne faze) ponaša

po zakonima idealnog gasnog stanja

• da je zapremina pare mnogo veća od zapremine

tečnosti odnosno čvrste faze

• da za rastvarač važi Raulov zakon

• latentna toplota topljenja čvrstog rastavarača je

konstantna, nezavisna od temperature

• rastvorak je neisparljiv, nije asosovan ni disosovan u

rastvoru i da ne gradi jedinjenje sa rastvaračem

• da se samo rastvarač izdvaja kao čvrsta faza

Primena: antifriz (glikol), krv kod polarnih životinja (glicerol)

Page 34: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

POVIŠENJE TAČKE KLJUČANJA

ISNIŽENJE TAĆKE MRŽNJENJA

Page 35: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

Kf i Kb (C kgrastvaračamol-1rastvorka)

rastvarač t.t. (C) Kf t.k. (C) Kb

voda 0,0 1,86 100,0 0,51

sirćetna kiselina 16,6 3,90 118,5 3,07

benzen 5,5 5,1 80,1 2,53

kamfor 178,0 40,0 208,1 5,95

Page 36: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

VAN’T HOFF-OV FAKTOR i

Faktor i uzima u obzir odstupanje koligativnih osobina zbog elektrolitičke

osobine rastvorka da disosuje na jone i time povećava broj čestica u rastvoru.

a) tipične vrednosti za neelektrolite (urea, saharoza, glukoza) i=1

b) za elektrolitičke rastvore

Elektrolit Idealno i Mereno i

NaCl

HIO3

MgCl2

AlCl3

2

2

3

4

1,9

1,7

2,7

3,2

i =merena koligativna osobina

očekivana vrednost da rastvor nije elektrolit

Uticaj interakcija privlačenja dovodi do razlike u izmerenoj i izračunatoj vrednosti

temperature mržnjenja za jonske vrste. Van’t Hoff-ov faktor omogućava

nalaženje stepena disocijacije elektrolita.

Page 37: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

KOLIGATIVNE OSOBINE

• sniženje napona pare

• povišenje tačke ključanja

• sniženje tačke mržnjenja

• osmoza

Page 38: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

MEMBRANE

Permeabilne (propustljive) membrane: dozvoljavaju prolaz svih

rastvorenih supstancija i rastvarača.

Semipermeabilne (polupropustljive) membrane: propustljive samo za

rastvarač (najčešće voda) a nepropustljive za većinu rastvoraka (faza

koja razdvaja dva rastvora različitih koncentracija, dozvoljavajući protok

čistog rastvarača, a zadržavajući većinu rastvorenih susptancija).

Page 39: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

POLUPROPUSTLJIVE MEMBRANE

Prirodne polupropustljive membrane:

• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni

sudovi, različite opne, biljna tkiva.

• Imaju različite stepene permeabilnosti, razlišitih su debljina

(reda nm) i različitih velišina pora (reda 10nm).

• Propustljive su za: H2O, CO2, O2 i N2 kao i za organske

molekule, a nepropustljive su za proteine i polisaharide.

• Neorganske soli i disaharidi prolaze vrlo sporo kroz njih.

Page 40: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

POLUPROPUSTLJIVE MEMBRANE

Sintetičke membrane:

• celofanske (glavna komponenta celuloza)

• poliestarske (na bazi poliestarskih polietilena)

• jonoizmenjivačke čija je struktura smolasta sa otvorima, slična sunđerima i sadrži kontinualnu mrežu molekula vode.

Primena:

• za dijalizu

• kao ultrafilteri

• kao ambalažni materijal.

Page 41: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Osmoza: pojava spontanog

prolaska rastvarača kroz

polupropustljivu membranu u

rastvor, ili generalano prolaz

rastvarača iz razblaženijeg u

koncentraovaniji rastvor, kada

su rastvori razdvojeni

polupropustljivom membranom.

membrana

Page 42: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Koncentrovani

rastvor

Razblaženi

rastvor

Polupropustljiva

membrana

Page 43: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Pritisak kojim treba delovati

na rastvor da bi se sprečio

prolazak rastvarača u

rastvor kroz polupropustljivu

membranu naziva se

osmotskim pritiskom.

Page 44: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Zaključak o proporcionalnosti osmotskog pritiska sa koncentracijom

razblaženog rastvora analogan je Bojl-Mariotovom zakonu za gasove

Osmotski pritisak rastvora saharoze

Konc. c (%) (mmHg) /c

1 535 535

2 1016 508

4 2082 521

6 3075 513

1constVm

Page 45: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Proporcionalnost osmotskog pritiska sa temperaturom znači da se Šarlov

zakon može primeniti na razblažene rastvore:

T (K) (mmHg) /T

280 505 1,80

295,2 548 1,85

309,2 596 1,83

2/ constT

Page 46: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

2

1

/ constT

constVm

TconstVm

Van’t Hoff poredio osmotski pritisak saharoze i gasni pritisak vodonika

pri istoj temperaturi i istim koncentracijama: const = R

RTVm

RTcm

Van’t Hoff-ova jednačina

Page 47: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE

),()( 11

0

1 PxP

Page 48: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TERMODINAMIČKO IZVOĐENJE

P

P

mdPVxRT 1ln

222 1ln1 xxx mVRTx 2

RTcM11

1

22 ; VVn

n

nx m

1

0

1

1

0

1

11

0

1

ln)(

ln)(

,)(

xRTdPVP

xRTP

PxP

P

P

m

Page 49: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Ova jednačina važi za beskonačno razblažene rastvore neelektrolita.

Jedno vreme je korišćena kao kriterijum za utvrđivanje idealnosti nekog

rastvora.

Odstupanje nekog rastvora od idealnog ponašanja izražava se Van’t

Hofovim faktorom i :

RTcM

RTicV M

Page 50: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

TEORIJE OSMOTSKOG PRITISKA

• teorija bombardovanja

• razlika u naponima pare

• molekulski filter

• adsorpcija rastvarača na membrani

Page 51: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOMETRIJA

Osmotski pritisak se koristi za određivanje molarne mase velikih

molekula (proteini, sintetički polimeri).

MM BcRTc 1

Page 52: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

OSMOZA

Primeri:

• Voda se kreće kroz biljke zahvaljujući osmozi.

• So dodata mesu ili šećer dodat voću sprečavaju bakterijske

infekcije.

• Reversnom osmozom se od slane morske vode proizvodi pitka

voda.

• Ispitivanje sadržaja crvenih krvnih zrnaca.

Page 53: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

Hipertonični rastvor sadrži visoku koncentraciju rastvorka uodnosu na drugi rastvor, na primer citoplazmu ćelije. Vodadufunduje iz ćelije kad je stavljena u hipertonični rastvor štoizaziva smežuranje ćelije.

Hipotonični rastvori imaju nisku koncentraciju rastvorka u odnosuna različite rastvore tj. citoplazmu ćelije. Voda difunduje u ćelijukada se stavi u hipotonični rastvor što znači da ćelija bubri dokne pukne.

Izotonični rastvori imaju istu koncentraciju kao i drugi rastvor npr.citoplazma ćelije. Voda difunduje u i iz ćelije istom brzinom kadaje stavljena u izotonični rastvor. Fluid koji okružuje telo ćelije jeizotoničan.

Page 54: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

BILJNE I ŽIVOTINJSKE ĆELIJE

U RAZLIČITIM RASTVORIMA

životinjska

ćelija

biljna

ćelija

hipertonični rastvor izotonični rastvor hipotonični rastvor

Page 55: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

pritisak veći od

rastvarač rastvor

polupropustljiva

membrana

PREČIŠĆAVANJE VODE REVERSNOM OSMOZOM

Page 56: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

PREČIŠĆAVANJE VODE REVERSNOM OSMOZOM

Page 57: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

BUBREZI I DIJALIZA

Page 58: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

VEŠTAČKI BUBREG

Ulaz zaprljane

krvi

Izlaz prečišćene

krvi

Esencijalni joni i

molekuli ostaju

u krvi

Rastvor za

dijalizu

Štetni produkti prelaze u

rastvor za ispiranje

Page 59: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA

Page 60: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RASTVORI GASOVA U TEČNOSTIMA

Rastvorljivost gasa u nekom rastvaraču zavisi od:

• prirode gasa

• prirode rastvarača

• pritiska

• temperature

TppcF ,22222

Page 61: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RASTVORLJIVOST GASOVA

Zapremina gasa v0 pri standardnim uslovima, tj. T0 = 273,15 K i pritisku

od jednog bara, P0 = 1 bar, rastvorena u zapremini rastvarača V pri

pritisku gasa P (u barima) predstavlja Bunzenov (1857) koeficijent

rastvorljivosti, :

Zapremina gasa v pri eksperimentalnoj temperaturi i pritisku, koja je

rastvorena u zapremini V rastvarača predstavlja Ostvaldov koeficijent

rastvorljivosti, :

VP

Pv 00

0T

T

V

v

Page 62: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RASTVORLJIVOST GASA I TEMPERATURA

2

,ln

RT

H

dT

Cd mrasM

12

,

1

2 11ln

TTR

H mras

Porast temperature smanjuje rastvorljivost gasa (prečišćavanje tečnosti

od gasova).

Izuzetak: hlorovodonik u vodi.

Page 63: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

HENRIJEV ZAKON

Henri (W. Henry, 1803):

m - masa gasa rastvorena u određenoj zapremini rastvarača

P - pritisak gasa iznad rastvora

k - konstanta koja zavisi od prirode gasa i rastvarača, temperature i jedinica u kojima su izražena rastvorljivost i pritisak.

kPm

Page 64: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

IDEALNO RAZBLAŽENI RASTVORI

Page 65: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RASTVORLJIVOST GASOVA

Henrijev zakon

Pritisak

Rastv

orljiv

ost (g

/10

0 g

H

20

)

O2

N2

He

Page 66: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

ZAKON RASPODELE

Može se pokazati da je Henrijev zakon poseban slučaj, opšteg zakona

raspodele i Raulovog zakona.

.

č

const

fazigasnojugasaijakoncentrac

fazinojteugasaijakoncentrac

P

m

1

2

12 /k

P

mm

2

2

11

2

12

2

1122 ////k

M

Mk

P

nn

P

MmMm

222

21

2 Pkxnn

n

Page 67: RAVNOTEŽA FAZA: RAZBLAŽENI RASTVORI• zidovi biljnih i životinjskih ćelija, zidovi bakterija, krvni sudovi, različite opne, biljna tkiva. • Imaju različite stepene permeabilnosti,

RAULOV I HENRIJEV ZAKON

što predstavlja Raulov zakon primenjen na isparljivu komponentu.

Henrijev zakon je poseban slučaj Raulovog zakona, pri čemu uvek

kada važi Raulov zakon za neku supstanciju za nju mora važiti i

Henrijev zakon, dok obrnuto ne važi.

Ako je zakon primenljiv u čitavom području koncentracija, tada je:

0221 pk

02

2

1

pk

0222 pxp

222 Pkx