§ 6. KOLLOID ERITMALARNING OSMOTIK BOSIMI

§ 6. KOLLOID ERITMALARNING OSMOTIK BOSIMI
Tayanch so‘z va iboralar: Kolloid eritmalar, Mendeleev-Klapeyron
tenglamasi, osmotik bosim, kolloidlarning molekulyar og’irligini topish,
Donnaning membrana muvozanati.
Chin eritmalarda bo‘lgani singari kolloid eritmalarda ham osmotik bosim
bo‘ladi. Eritmalarning osmotik bosimi hajm birligida bo‘lgan molekulalar va
ionlar soniga to‘g’ri proportsionaldir. Kolloid eritmalarning hajm birligida
zarrachalari soni kam bo‘lgani uchun ularning osmotik bosimi (shuningdek,
35
ularda erituvchining muzlash temperaturasining pasayishi ham) juda kichik
bo‘ladi.
Xuddi chin eritmalardagi kabi bu erda ham gaz qonunlarini tadbiq etish
mumkin.
Kolloid
eritmalar
uchun
Mendeleev-Klapeyron
tenglamasi
quyidagicha yoziladi:
RT
N
v
P
yoki
N
RT
v
P
bu erda
v
kolloid zarrachalarning kontsentratsiyasi, ya`ni kolloid
eritmaning hajm birligidagi zarrachalar soni, N – Avogadro soni, P – osmotik
bosim.
Kolloid eritmalarning osmotik bosimini o‘lchash va
mv
gRT
P
formuladan
foydalanish natijasida kolloidlarning molekulyar massalari topiladi. Ana
shunday usul bilan Zerensen tuxum al`buminining molekulyar massasi 43 400
ekanligini, Ader gemoglobinning molekulyar masssasi 67000 ekanligini topgan.
Donnaning
membrana
muvozanati
haqidagi
nazariyasi.
Ma`lumki, haqiqiy eritmalarning osmotik bosimini o‘lchashda devorlari yarim
o‘tkazuvchi pardadan iborat bo‘lgan idishga eritma solinib, idish toza
erituvchiga (suvga) botiriladi.
Yarim o‘tkazuvchi pardaning bir tomonida eritma, ikkinchi tomonida toza
erituvchi bo‘ladi. Lekin kolloid eritmaning osmotik bosimini o‘lchashda
o‘tkazgich parda (membra)ning bir tomonida bir necha bir elektrolit eritmasi
bo‘ladi. Elektrolit membrananing ikkala tomoniga tarqala oladi. Shuning uchun
kolloid
eritmaning
osmotik
bosimi
faqat
kolloid
zarrachalar
konsentratsiyasigagina emas, balki elektrolitni ikki tomoniga qanday
taqsimlanganligiga ham bog’liq. Agar elektrolit ikkala tomonga birdek
taqsimlansa, kolloid eritmaning osmotik bosimi faqat kolloid zarrachalar
36
kontsentratsiyasiga bog’liq bo‘ladi; bu holda elektrolit borligini nazarga
olmaslik mumkin.
Donnaning fikricha, elektrolit membrananing ikkala tomoniga bir xil
tarqalmaydi: bir tomonda ko‘p, ikkinchi tomonga kam bo‘lishi mumkin.
Masalan, kolloid eritma membrananing bir tomoniga joylashgan bo‘lsin,
membrana shu xususiyatiga egaki, o‘zi orqali kolloid eritmani o‘tkazmaydi,
lekin elektrolitni bemalol o‘tkazaveradi. Masalani soddalashtirish maqsadida
kolloid eritmaning kolloid elektrolit RM eritmasi deb qaraylik; bu elektrolit
kolloid anioniga va metall kationiga dissotsilanadigan bo‘lsin:
RM
R
-
+M
+
Membrananing ikkinchi tomoniga haqiqiy elektrolit, masalan, MCI
eritmasi solaylik. Protsess boshlanishidan avval sistemaning tarkibini
quyidagicha deb tasavvur qilaylik:
bu erda C
1
-R
-
ionlarning dastlabki kontsentratsiyasi, C
2
-Cl
-
ionlarning
dastlabki kontsentratsiyasi. M
+
va Cl
-
ionlar membrananing I tomonidan II
tomoniga va II tomonidan I tomoniga o‘ta boshlaydi; lekin R
-
- anionlari har
doim I tomonda qolaveradi. M
+
va Cl
-
ionlarning harakati asta-sekin muvozanat
holatiga keladi; bunda membrananing u tomonidan bu tomoniga, bu tomonidan
u tomoniga o‘tadigan ionlar soni vaqt birligida bir-biriga teng bo‘lib qoladi.
Ikkinchi tomondan birinchi tomonga o‘tgan M
+
va Cl
-
ionlarning miqdorini x
deb olaylik, u vaqtda muvozanat holatdagi sistema quyidagicha tasvirlanadi:
37
Bu kabi muvozanat uchun:
(C
1
+x)x=(C
2
-x)
2
ifodani yozish mumkinligi aniqlandi va quyidagi xulosalarga kelindi:
1) MCl elektrolit membrananing ikkala tomoniga bir xilda tarqalmaydi;
2) kolloid eritma joylashgan tomonda elektrolit kontsentratsiyasi kamroq
bo‘ladi;
3) MCl membrananing ikkala tomonida baravar taqsimlanmaganligi uchun
eritmada qo‘shimcha osmotik bosim (Donnaning osmotik bosimi) va elektr
potentsiallar ayirmasi (membrana potentsiali) vujudga keladi.
Agar yuqoridagi tenglamadan x ni topsak, quyidagi ifoda chiqadi:
2
1
2
2
2 C
C
C
x
bu tenglama Donnan tenglamasi nomi bilan yuritiladi.
Agar elektrolit kontsentratsiyasi C
2
kolloid eritma kontsentratsiyasi C
1
ga
qaraganda kichik bo‘lsa, ya`ni C
2
C
1
bo‘lsa, u holda
2
1
2
2 C
C
C
nisbat nolga
yaqin bo‘lganidan, elektrolit II tomondan I tomonga deyarli o‘tmaydi. Agar
C
2
C
1
bo‘lsa, ya`ni kolloid eritma kontsentratsiyasiga qaraganda elektrolit
kontsentratsiyasi ortiq bo‘lsa,
2
1
2
2 C
C
C
nisbat
2
1
ga yaqin bo‘ladi. U holda
elektrolit ikkala tomonga qariyb baravar tarqaladi. Agar C
2
=C
1
bo‘lsa, u holda
3
2
C
x
ga tengdir:
3
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
C
C
C
C
C
C
C
x
. Demak, C
2
=C
1
bo‘lganida
38
membrananing II tomonidan I tomoniga dastlab olingan elektrolit ionlarining
uchdan bir qismi o‘tadi. Donnan effekti (ya`ni elektrolit ionlarining I va II
tomonlarga
baravar
taqsimlanmasligi)
biologiya
sohasida
ahamiyatga
sazovordir.
Osmotik bosim erituvchining yarim o‘tkazgich parda orqali o‘z-o‘zicha
o‘tish jarayoni osmos deb ataladi. Osmosni vujudga keltiradigan kuchning yarim
o‘tkazgich parda sathiga nisbati osmotik bosim π deyiladi.
Vant-Goff qonuniga binoan osmotik π=νkT tenglama bilan ifodalanadi .
Bu erda: ν – kontsentratsiya, ushbu tenglama suyultirilgan eritmalar (zollar)
uchun xosdir. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi “ π” chin eritmalarning
osmotik bosimidan kam ahamiyatga ega va kolloid sistemalar agregativ jihatdan
beqaror bo‘lganligi uchun ularning osmotik bosimi doimiy emas. Osmotik
bosim zarrachaning o‘lchamiga ham, tabiatiga ham bog’liq emas. Osmotik
bosimni “ π” bilgan holda zarracha o‘lchamini “r“ topish mumkin. Vant-Goff
qonuniga ko‘ra
π = CkT, C = n/ V, n=m / M bo‘lgani uchun M ni ham topish mumkin: “n”
qiymatini qo‘yib C = m / MV topiladi va Vant-Goff tenglamasiga C ning
qiymati qo‘yilsa u holda πV = m kT / M ga ega bo‘lamiz. Demak osmotik
bosimni bilgan holda kolloidlarning molekulyar og’irligini hisoblab topish
mumkin.
|