Pressione osmotica

Pressione osmotica
Legge di van’t Hoff
Osmosi
• Membrana semipermeabile:
semipermeabile consente il
passaggio di alcuni componenti di una
soluzione (cellophane, membrane cellulari).
• Pressione osmotica:
osmotica differenza di pressione
tra due soluzioni a diversa concentrazione
separate da una membrana semipermeabile.
La pressione osmotica all’equilibrio rende il
potenziale chimico del solvente costante
nelle due sezioni del sistema
Interpretazione (1)
• Supponiamo di avere un sistema diviso in due
sezioni, con una soluzione separata dal solvente
puro mediante una membrana semipermeabile, tale
cioè da permettere il passaggio del solo solvente
• La pressione osmotica è la pressione che deve
essere esercitata sulla sezione contenente la
soluzione per impedire il passaggio del solvente
dalla sezione contenente solvente puro a quella
contenente la soluzione.
Interpretazione (2)
• La pressione osmotica è una proprietà
caratteristica di una soluzione, come il suo punto
di congelamento od il suo punto di fusione.
• La sua causa è la differenza di potenziale
chimico del solvente,
solvente che è più basso nella
soluzione che nel solvente puro, in seguito alla
presenza del soluto
• Il sistema favorisce la diffusione delle molecole
di solvente verso la soluzione, in modo da
tendere all'uguaglianza dei potenziali chimici
del solvente nelle due sezioni.
Interpretazione (3)
• Siano p e p’ le pressioni che agiscono sul
solvente puro e sulla soluzione in
condizioni di equilibrio
Π = p′ − p
Interpretazione (4)
p
µ ( p ) = µ ( p′) + RT ln x0 → RT ln x0 = µ ( p ) − µ ( p′) = ∫ ′Vm dp
*
*
*
*
p
RT
RT ln x0 = Vm Π → Π = −
ln x0
Vm
RT
Π=
Vm
N
RT N
xi =
ni
∑
∑
Vm n i =1
i =1
N
Π = RT ∑ci
i =1
Legge di van’t Hoff
Esempio: dipendenza dalla concentrazione
Acqua marina: contiene 3.4 g NaCl per litro
c = 3.4 g/58.5 g/L = 0.0582 M
Π =(0.0582 mol/L)(0.0821L atm/mol K )(298K)
Π = 1.42 atm
1 atm sostiene una colonna d’acqua di 10.34 m
10 m
• Soluzioni isotoniche : soluzioni con la stessa
pressione osmotica, separate da una
membrana semipermeabile.
• Soluzione ipotonica / ipertonica : soluzione con
una π minore/maggiore
• Esempio: membrane cellulari (globuli rossi).
Crenazione ed emolisi
Crenazione di globuli rossi
Esempi
• Emolisi:
– Globuli rossi in soluzioni ipotoniche /
ipertoniche
– Cetriolo in una soluzione di NaCl → cetriolino
sottaceto
– Una carota in acqua → aumenta il suo volume
– Ritenzione idrica dovuta a cibi salati (edema)
– Conservazione della carne mediante salatura: i
batteri perdono acqua e muoiono per crenazione
– Eliminazione dei rifiuti cellulari
I naufraghi non devono bere acqua di mare …
Osmosi
inversa
Purificazione dell’acqua mediante osmosi inversa