Диффузия и осмос

Цель урока:
углубить знания по теме «Растворы», обеспечить формирование понятий «Диффузия» и «Осмос» на основе синтеза знаний студентов в химии, физике, биологии, технологии приготовления пищи;
Изучить законы Рауля и Вант - Гоффа

Между молекулами растворенного вещества большое расстояние и почти отсутствуют силы притяжения. Т.е. поведение молекул в разбавленном растворе аналогично поведению идеального газа. Разбавленные растворы подчиняются законам идеальных газов, а свойства этих растворов не зависят от концентрации.

Диффузия
Диффузия –
процесс
самопроизвольного
выравнивания
концентраций
веществ в растворе.

Диффузия всегда идет из области с большей концентрации в сторону меньшей. При этом энтропия (мера беспорядка) всегда увеличивается.
В газах скорость диффузии всегда меньше, что связано с большим расстоянием между молекулами и малой вязкостью растворов в газообразном агрегатном состоянии.

Диффузия играет важную роль в жизнедеятельности организмов, в природных и технологических процессах.
Примеры:1) перемещение питательных веществ и продуктов жизнедеятельности в организмах;
2) вымачивание соленой рыбы в воде или молоке;
3) заваривание чая ­выделяются экстрактивные вещества;
4) варка пищи - бульон насыщается разными компонентами.

осмос

Осмос – явления перехода растворителя через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией в область с большей концентрацией

Значение осмоса
Велика роль осмоса в жизни растений, животных, в медицине и технологии. Это и процесс усвоения пищи, обмен веществ, всасывание воды из почвы, внутривенные вливания, чувства жажды, консервирование пищевых продуктов и т.д.

Закон Вант - Гоффа
Сила, обуславливающая осмос, - осмотическое давление. Она равна тому внешнему давлению, которое надо приложить к системе для прекращения осмоса.
Закон Вант-Гоффа для разбавленных растворов: осмотическое давление разбавленного раствора равно тому газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, если бы оно в виде газа при той же температуре занимало тот же объем, что и раствор.

Закон Вант - Гоффа
pV=nRT ↔ Росм = n/V*RT
Т.к. n/V=См ↔ Росм= СмRT
Осмотическое давление прямо пропорционально концентрации раствора и абсолютной температуре.

Давление пара растворов.1 закон Рауля
Давление пара растворов.1 закон Рауля
Давление насыщенного пара жидкости зависит от числа молекул, испаряющихся с её поверхности при данной температуре. Поверхность раствора состоит из молекул растворителя и растворённого вещества. Поэтому единица поверхности растворителя содержит большее количество молекул растворителя, чем единица поверхности раствора.
В единицу времени с поверхности растворителя испаряется большее число молекул, чем с поверхности раствора. Следовательно, при одной и той же температуре давление пара растворителя над раствором всегда ниже давления пара над чистым растворителем.

Первый закон Рауля
l-й закон Рауля: понижение давления пара растворителя над раствором при постоянной температуре пропорционально молярной доле растворенного вещества.
Δ р = р*n / (n+N) (для разбавленных растворов и нелетучих растворенных веществ);
Где Δ р – понижение давления пара; р – давление пара растворителя над чистым растворителем; n – число молей растворённого вещества; N – число молей растворителя.

Второй закон Рауля
Из физики вы знаете, что жидкость закипает при такой температуре, при котором давление ее насыщенного пара равно внешнему давлению. Поскольку верхний слой молекул в чистом растворителе однороден, давление пара над ним быстрее сравняется с внешним давлением, Т.е. растворитель всегда кипит при меньшей температуре, чем раствор.

Второй закон Рауля
Замерзает же жидкость при той температуре, при которой давление пара вещества в твердом состоянии равно давлению пара этого вещества в жидком состоянии. (для воды это 00С). Раствор же всегда будет замерзать при более низкой температуре. Речная вода начинает замерзать при 00С, а морская при -2,50С.