定義
將溶液和水置于U型管中,在U型管中間安置一個半透膜,以隔開水和溶液,可以見到水通過半透膜往溶液一端跑,假設(shè)在溶液端施加壓強,而此壓強可剛好阻止水的滲透,則稱此壓強為滲透壓,滲透壓的大小和溶液的重量摩爾濃度、溶液溫度和溶質(zhì)解離度相關(guān),因此有時若得知滲透壓的大小和其他條件,可以反推出溶質(zhì)分子的分子量。
定性理解
溶液濃度越大,滲透壓越大。
滲透壓:水分子經(jīng)半透膜進入蔗糖溶液,而溶質(zhì)(這是蔗糖)不會透過半透膜。單位體積清水中的水分子比單位體積蔗糖溶液中的水分子多,所以在單位時間內(nèi)水分子由燒杯透過半透膜進入漏斗內(nèi)的數(shù)量多于水分子由漏斗進入燒杯中的數(shù)量。水分子總是從水多的地方到水少的地方,即從濃度低的溶液到濃度高的溶液。因此產(chǎn)生靜水壓力,如果在溶液的上方施加一個壓力,其大小恰好阻止水分子的凈滲入,這個壓力產(chǎn)生的壓強數(shù)值就是該溶液在該濃度下的滲透壓(osmotic pressure),用符號π表示,單位:atm。
π的大小可用滲透計測定,或用滲透平衡時高出水面的溶液對下部產(chǎn)生的靜水壓力表示(h×s × 比重=體積× 比重)。也可用Vant Hoff提出的公式計算:
1886年范特霍夫(J.H.van‘t Hoff)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出一條規(guī)律:對稀溶液來說,滲透壓與溶液的濃度和溫度成正比,它的比例常數(shù)就是氣體狀態(tài)方程式中的常數(shù)R.這條規(guī)律稱為范特荷甫定律。用方程式表示如下: πV=nRT 或π=cRT
式中π為稀溶液的滲透壓,V為溶液的體積,c為溶液的濃度,R為氣體常數(shù),n為溶質(zhì)的物質(zhì)的量,T為絕對溫度。
上式稱為范特荷甫公式,也叫滲透壓公式。常數(shù)R的數(shù)值與π和V的單位有關(guān),當π的單位為kPa,V的單位為升(L)時,R值為8.31kPa·L·K-1·mol-1.
范特荷甫公式表示,在一定溫度下,溶液的滲透壓與單位體積溶液中所含溶質(zhì)的粒子數(shù)(分子數(shù)或離子數(shù))成正比,而與溶質(zhì)的本性無關(guān)醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)整理。