Гипертонический – раствор с большей концентрацией и большим осмотическим давлением по сравнению с другим раствором.
Гипотонический – раствор, имеющий меньшую концентрацию и меньшее значение осмотического давления.
Изотонические растворы – растворы с одинаковым осмотическим давлением.
Изотонический коэффициент
Изотонический коэффициент Вант-Гоффа (i) показывает во сколько раз коллигативные свойства раствора электролита больше, чем раствора неэлектролита при одинаковых условиях и концентрациях.
Понятие об изоосмии (электролитном гомеостазе)
Изоосмия - относительное постоянство осмотического давления в жидких средах и тканях организма, обусловленное поддержанием на данном уровне концентраций содержащихся в них веществ: белков, электролитов и т.д.
Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов.
Осмоти́ческая концентра́ция - суммарная концентрация всех растворённых частиц.
Может выражаться как осмолярность (осмоль на литр раствора) и как осмоляльность (осмоль на кг растворителя).
Осмоль - единица осмотической концентрации, равная осмоляльности, получаемой при растворении в одном литре растворителя одного моля неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.
Все одновалентные ионы (Na+, К+, Cl-) образуют в растворе число осмолей, равное числу молей и эквивалентов (электрических зарядов). Двухвалентные ионы образуют в растворе каждый по одному осмолю (и молю), но по два эквивалента.
Осмоляльность нормальной плазмы - величина достаточно постоянная и равна 285-295 мосмоль/кг. Из общей осмоляльности плазмы лишь 2 мосмол/кг обусловлены наличием растворенных в ней белков. Таким образом, главными компонентами, обеспечивающими осмоляльность плазмы, являются Na+ и С1- (около 140 и 100 мосмоль/кг соответственно). Постоянство осмотического давления внутриклеточной и внеклеточной 1 жидкости предполагает равенство молярных концентраций содержащихся в них электролитов, несмотря на различия в ионном составе внутри клетки и во внеклеточном пространстве. С 1976 г. в соответствии с Международной системой (СИ) концентрацию веществ в растворе, в том числе осмотическую, принято выражать в миллимолях на 1 л (ммоль/л). Понятие «осмоляльность», или «осмотическая концентрация», эквивалентно понятию «моляльность», или «моляльная концентрация». По существу понятия «миллиосмоль» и «миллимоль» для биологических растворов близки, хотя и не идентичны.
Таблица 1. Нормальные значения осмоляльности биологических сред
Р осм крови = 7,7 атм
Основную задачу осморегуляции выполняют почки. Осмотическое давление мочи в норме значительно выше, чем плазмы крови, что и обеспечивает активный транспорт из крови в почку. Осморегуляция осуществляется под контролем ферментативных систем. Нарушение их деятельности приводит к патологическим процессам. При внутривенных инъекциях, чтобы избежать нарушения осмотического баланса, следует использовать изотонические растворы. Изотоничен по отношению к крови физиологический раствор, содержащий 0.9% хлористого натрия. В хирургии явлением осмоса пользуются, применяя гипертонические марлевые повязки (марлю пропитывают 10%-ным раствором хлорида натрия). При этом рана очищается от гноя и носителей инфекции. Гипертонические растворы вводят внутривенно при глаукоме, чтобы снизить внутриглазное давление из-за повышенного содержания влаги в передней камере глаза.
Роль осмоса в биологических системах.
· Обуславливает тургор (упругость) клеток.
· Обеспечивает поступление воды в клетки и межклеточные структуры, эластичность тканей и сохранение определённой формы органов. Обеспечивает транспорт веществ.
· Осмотическое давление крови человека при 310 К – 7,7 атм, концентрация NaCl – 0,9%.
Плазмолиз и гемолиз
Плазмолиз – сжатие, сморщивание клетки в гипертоническом растворе.
Гемолиз – набухание и разрыв клетки в гипотоническом растворе.
Билет 14. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов. Изотонический коэффициент.
) и как осмоляльность (осмоль на килограмм растворителя).
Осмо́ль - единица осмотической концентрации, равная осмолярности, получаемой при растворении в одном литре растворителя одного моля неэлектролита. Соответственно, раствор неэлектролита с концентрацией 1 моль/л имеет осмолярность 1 осмоль/литр.
Энциклопедичный YouTube
1 / 1
✪ Молярность, моляльность, осмолярность, осмоляльность и тонус - в чем разница?
Субтитры
Я попытаюсь окончательно разъяснить, в чём различие между всеми этими терминами, которые похоже звучат, но несколько отличаются друг от друга. Итак, первый термин - молярность, и мы уже знаем, что это количество молей в 1 литре раствора. Затем мы оставляем такой же числитель, но немного видоизменяем знаменатель - и получаем моляльность через «л». Моляльность - это количество молей, только не в литре, а в 1 килограмме раствора. В этом состоит основное различие между этими двумя терминами. Вы можете увидеть, что знаменатели немного отличаются. Если вы это усвоили, мы можем перейти к термину «осмолярность». Итак, осмолярность. Мы оставляем тот же знаменатель без изменений. Давайте, я запишу это здесь. Мы говорим, что у нас 1 литр раствора. Здесь всё то же самое. Однако изменяется числитель, и теперь в нём осмоли. Осмоли. И как вы помните, осмоли обозначают не просто то, что содержится в растворе, а то, как частицы диссоциируют в растворе. Мы уже говорили, что соль служит прекрасным примером для демонстрации различий между молярностью и осмолярностью. Подводя итог, вы можете предположить, что существует и четвёртый термин - осмоляльность. Осмоляльность будет иметь такой же числитель, что и осмолярность. То есть, здесь будут осмоли, однако знаменатель будет отличаться. Мы берём 1 килограмм раствора, и у нас получается осмоляльность. Если вы сравните эти два термина между собой, то увидите, что основное различие у них в числителе. Итак, вот эти четыре термина. Последний термин, который мы разбирали, – это тонус. Тонус. Когда же тонус включается в эту смесь? Мы даже выделили гипотонические растворы, изотонические растворы и гипертонические растворы. Мы рассмотрели понятие тонуса в каждом из этих типов растворов. Если не вдаваться в подробности, то все эти термины позволяют охарактеризовать или описать один раствор. То есть, если у вас имеется раствор, то вы можете описать его с помощью этих терминов. А эти термины используются для двух растворов. Если у вас два раствора, разделённые мембраной, (давайте я запишу это - разделённые мембраной), то вы можете использовать эти термины, чтобы описать, каким образом они соотносятся друг с другом. В этом заключается ключевое различие между терминами. Первые четыре термина описывают один раствор, а термины, относящиеся к тонусу, описывают, каким образом вы можете охарактеризовать два раствора, разделённых мембраной. Запомните, что всё, о чём мы говорили выше, (давайте я освобожу немного места) имеет непосредственную взаимосвязь с медицинской терминологией. Обычно мы используем эти термины в медицине. В медицине у вас могут быть клетки с проницаемой мембраной. Давайте я изображу её. Клетка находится в каком-то растворе. Этим раствором может быть кровь, или это может быть интерстициальная жидкость или любой другой раствор. Когда мы обсуждаем эти четыре термина, и, в особенности, тонус, мы говорим о взаимосвязи между этим раствором и раствором внутри клеток. Вот первый путь для разграничения всех этих терминов, о которых мы с вами только что поговорили. Subtitles by the Amara.org community
Осмолярность крови (ОСК) подразумевает осмолярность плазмы, поскольку именно в ней растворены осмотически активные вещества. Осмолярность плазмы крови – это совокупность всех растворенных в одном ее литре кинетически активных частичек (анионов, катионов, органических соединений).
Какие они – осмотически активные вещества, которые определяют показатель, называемый осмолярностью крови? Прежде всего, это катионы , которые вместе с анионами обусловливают осмотическую активность плазмы, а также анион гидрокарбоната (НСО3-). Осмотически активные ионы свободно проходят через капиллярную стенку, попадают внутрь сосуда, где забирают молекулы воды (Н2О) и уносят ее в межклеточное (интерстициальное) пространство. Например, всего один ион натрия способен захватывать до 300 молекул Н2О.
Осмолярность плазмы крови – значимый лабораторный показатель, применяемый в клинической лабораторной диагностике для выявления ОПН (острая почечная недостаточность) на ранних этапах ее развития, когда другие биохимические тесты (creat – , urea – ) еще «молчат».
Нормы осмолярности для ликвора, крови, мочи и всего организма
Нормальные значения осмолярности таких биологических жидкостей, как, кровь, вернее, ее сыворотка (плазма), а также спинномозговая жидкость (ликвор) мало отличаются, чего нельзя сказать о моче, в которой нормы данного параметра превосходят в 2 – 4 раза.
Таблица 1. Нормальные значения осмолярности различных биологических сред организма
Числовые показатели осмолярности крови у детей, хотя и не столь существенно, но все же отличны от таковых у взрослых (таблица 2). ОСК (норма) у детей начинает изменяться, начиная с 9-месячного возраста. К году она достигает 280 – 300 мосм/л (норма взрослого человека), оставаясь в данных пределах, независимо от возраста человека – до конца жизни.
Таблица 2. Норма осмолярности плазмы крови у детей
Следует заметить, что приведенные выше нормы для взрослых и детей могут отличаться от таковых в других лабораториях. В связи с этим пациентам нужно в первую очередь ориентироваться на границы нормальных значений, обозначенные в бланке анализа конкретной лаборатории.
Факторы, которые поддерживают значения осмолярности
Катионы натрия и другие осмотически активные вещества создают осмотическое давление (ОД) в водных пространствах организма.
Натрий – внеклеточный катион (Na+), рост его концентрации в плазме в любом случае приведет к увеличению ОД. При этом будет стимулирован питьевой центр (центр жажды) и повысится производство антидиуретического гормона (АДГ) – вазопрессина. Влияние вазопрессина на V2-рецепторы канальцев почек повысит обратное всасывание воды и ее задержку в организме.
При снижении содержания этого внеклеточного катиона можно ожидать обратный эффект: питьевой центр подавляется, производство антидиуретического гормона падает, мочевыделение – усиливается. Подобные изменения в ту или иную сторону концентрации ионов натрия обычно (за исключением отдельных случаев) идут параллельно колебаниям значений осмолярности плазмы крови.
Определенную роль в данном случае играют белки и, хотя само по себе ОД, которое создают протеины незначительно, оно существенным образом влияет на обмен воды между внутрисосудистым водным пространством и интерстициальной частью. Немаловажными факторами влияния в изменениях осмолярности плазмы крови можно назвать и . И особенно их эффект заметен при развитии патологических процессов, поэтому для расчета теоретической осмолярности у больного берут кровь на определение уровня:
- Натрия;
- Мочевины;
- Глюкозы.
Получив значения концентраций перечисленных показателей, производят расчет теоретической осмолярности крови по формуле:
Осмолярность плазмы (сыворотки) = 2 х натрий (Na, ммоль/л) + мочевина (CH4N2O, ммоль/л) + глюкоза (C6H12O6, ммоль/л).
Другие показатели, связанные с ОСК
Таким образом, осмолярность крови (плазмы или сыворотки) – важный параметр, свидетельствующий о сохранении либо расстройстве динамического равновесия воды в организме. Его измеряют с помощью специального лабораторного оборудования или рассчитывают по формуле после проведения необходимых биохимических анализов (натрий, мочевина, глюкоза).
Кроме описываемого объекта исследования (осмолярность), в таблице, расположенной выше, приведены и другие лабораторные тесты: клиренс свободной воды (КСВ – довольно чувствительный и важный показатель концентрационной способности почек) и индекс осмолярности (ИО – соотношение осмолярности мочи и плазмы крови). Они имеют прямое отношение к определению функциональных способностей почек при развитии острой почечной недостаточности (ОПН) и также рассчитываются по формулам.
Правда, и это пока не все: существует еще один показатель, имеющий отношение к осмолярности, который называется осмотическим окном. Норма его – менее 6 мосм/л. Осмотическое окно измеряется в мосм/л или мосм/кг, рассчитывается, исходя из значений ОСК, полученной при осмометрии – фактической, и ОСК, выведенной по формуле – теоретической:
Осмотическое окно = ОСК факт. – ОСК теорет.
Например, 287 мосм/кг – 284 мосм/кг = 3 мосм/кг (соответствует норме). Если осмотическое окно больше 6, но меньше 10 мосм/л, то врачи подозревают развитие кето-, лактат- либо почечного ацидоза. Если же уровень данного показателя пересекает 10 мосм/л и стремится к повышению, то появляются основания думать о тяжелом отравлении (этиловым или метиловым спиртом, а также другими органическими веществами, которые способны влиять на ОСК).
Помощь осмометрии и расчета осмолярности в диагностике и лечении
Определение осмолярности крови и мочи, расчет индекса осмолярности и клиренса свободной воды по формуле – исследования отнюдь не простые. Различные способы осмометрии (метод повышения точки закипания, метод депрессии точки замерзания) используются не каждым лечебным учреждением и представляют собой сложные лабораторные анализы. Однако в медицине осмолярность крови считается важным диагностическим критерием, поскольку этот индикатор позволяет установить ряд патологических состояний или даже прогнозировать их (развитие ОПН), когда классические показатели пока не реагируют. Очевидно, что в первую очередь это касается тяжелых заболеваний почек. Концентрации креатинина и мочевины, исследуемые в подобных ситуациях, изменятся лишь спустя некоторое время (ОПН – от 3 до 4 суток), когда половина структурных единиц почки, занятых производством мочи (нефронов), выйдет из строя и не сможет осуществлять свое функциональное назначение. Определение осмолярности плазмы и мочи, индекса осмолярности и клиренса свободной воды позволит прогнозировать и/или выявлять развитие острой почечной недостаточности уже на 1 – 2 сутки.
Таким образом, данный показатель будет применен и окажет помощь в диагностике:
- Острой почечной недостаточности на самом раннем этапе формирования;
- Гипоосмотических синдромов (падение уровня показателя ниже 280 мосм/л), сопровождаемых рядом неспецифических признаков: головной болью, утомляемостью, заторможенностью, тошнотой, беспричинной рвотой;
- Гиперосмотических синдромов (рост числовых значений осмолярности – выше 350 мосм/л), которые наиболее часто создают условия для развития коматозных состояний при СД (сахарном диабете);
- Причин гипонатриемии (уменьшение концентрации катионов натрия – ↓Na+);
- Гипернатриемии (возрастание содержания катионов натрия – Na+);
- Псевдогипонатриемии, обусловленной увеличением концентрации жиров (гипертриглицеридемия) и белков (гиперпротеинемия), молекулы которых имеют более крупные размеры, нежели молекулы натрия, и не оказывают воздействия на изменение осмолярности крови;
- ТУР-синдрома (синдром водной интоксикации, как осложнение некоторых операций, например, резекции предстательной железы);
- Несахарного мочеизнурения (несахарный ), сахарного диабета (гипергликемические состояния, диабетический кетоацидоз);
- Отравлений токсическими веществами, которые также принадлежат к группе осмотически активных (этанол, метанол, кетоновые тела, лактат, этиленгликоль и др.);
- Острого повышения внутричерепного давления ( – ВЧГ).
Кроме этого, от данного лабораторного теста будет помощь в лечении заболеваний, требующих проведения трансфузионно-инфузионных мероприятий (оценка эффективности терапии), а также гипоосмолярных гипергидратаций и коматозных состояний, сопровождаемых повышением осмолярности плазмы крови.
О чем свидетельствует анализ?
Как разобраться в полученных на руки анализах? Наверное, это возможно, если попробовать руководствоваться приведенными ниже ориентирами:
- Известно, что изменение осмолярности плазмы крови идут параллельно колебаниям содержания катионов натрия в ней. Следовательно, возрастание концентрации Na+ (гипернатриемия) и увеличение ОСК (больше 290 мосм/л) приведет к повышению активности питьевого центра, человека будет не покидать ощущение жажды, а стимуляция синтеза вазопрессина начнет препятствовать выводу водных ресурсов из организма. Увеличение осмолярности плазмы крови на 50 – 60 мосм/л – опасный признак, поскольку в данной ситуации может наступить гибель больного от отека головного мозга.
- И, наоборот, снижение уровня Na+ (гипонатриемия) и снижение ОСК (ниже 280 мосм/л), угнетая производство вазопрессина, способствует усиленному выходу воды из организма посредством почек.
Между тем, все не так просто, поскольку, ориентируясь на концентрацию натрия, можно столкнуться с парадоксальными ситуациями, которые следует учитывать, к примеру: натрий в крови и ОСК снижаются, а осмолярность мочи растет. При этом в чрезмерно концентрированной моче отмечается увеличение содержания Na+. Подобные обстоятельства могут быть обусловлены влиянием такого этиологического фактора, как СНСАДГ (синдром несоответствия секреции антидиуретического гормона), при котором производство АДГ не зависит от того, насколько организм нуждается в воде. И получается, что для полноты картины, свидетельствующей о состоянии организма, необходимо определить количество натрия в крови и моче, а также провести анализ на осмолярность данных биологических сред. Кроме этого, в бланке анализа должен присутствовать и такой показатель, как сахар крови (гипергликемия увеличивает ОСК) и мочевина.
Безусловно, есть и другие примеры несоответствия некоторых показателей между собой, однако эта информация может только запутать пациента. А речь идет только об осмолярности крови…
Видео: осмолярность и её вычисление
Все концентрации выражаются в ммолях/л. Если измеренная осмолярность превосходит расчетную более, чем на 10 мосм/л, в крови содержатся осмотически активные вещества.
|
ИСТОРИЯ БОЛЕЗНИ N 2 |
|
Рабочий автосервиса был доставлен из дома в клинику без сознания. По словам соседей в последние 2 недели он находился в состоянии депрессии из-за гибели дочери в автокатастрофе. Пострадавший не приходил в сознание, температура, артериальное давление и пульс были нормальными, но имела место выраженная гипервентиляция. Лабораторные данные: сыворотка: · натрий 138 ммоль/л · калий 5,2 ммоль/л · бикарбонаты 4 ммоль/л · мочевина 7,0 ммоль/л · креатинин 110 мкмоль/л · глюкоза 4,5 ммоль/л · кальций 1,5 ммоль/л · осмолярность 326 мосмоль/л · белок, фосфаты, печеночные пробы были нормальными, · хроматографически не выявлено парацетамола и салицилатов в крови. кровь - рН 6,99, pCO 2 –18к мм Hg моча - анализ на глюкозу и кетоны отрицателен. Обсуждение: Имеет место тяжелый метаболический ацидоз, при этом диабетический кетоацидоз полностью исключается, так как концентрация глюкозы в плазме нормальная, в моче отсутствуют кетоновые тела. Ожидаемая (расчетная) осмолярность составляет 288 мосмолей/л, измеренная осмолярность составляет 326 мосмолей/л. Осмолярный интервал 38 мосмолей/л указывает на присутствие большого количества осмотически активных веществ в крови. Этим веществом может быть алкоголь, однако при отравлении спиртом, как правило, бывает кетоацидоз, в данном случае его не было. Важным показателем является низкое содержание Са +2 в сыворотке. Сочетание тяжелого ацидоза и гипокальциемии характерно для отравления этиленгликолем. Этиленгликоль метаболизируется в организме до различных органических кислот, включая оксалат, который комплексуется с Са 2+ с образованием нерастворимого оксалата-Са. |
ОСМОЛЯРНОСТЬ И ОСМОЛЯЛЬНОСТЬ
В состав биологических жидкостей всегда входит несколько компонентов:
· осмолярность отражает осмотически активную концентрацию компонентов жидкости и выражается в осмолях/л.
· осмоляльность измеряется как концентрация тех же осмотически активных компонентов, но выражается в осмолях/кг Н 2 0.
В нормальных условиях осмолярность и осмоляльность плазмы достаточно близки.
Осмолярность плазмы » 300 мосмолей/л.
Осмоляльность плазмы » 290 мосмолей/ кг Н 2 О
Существенные различия («осмотический интервал») между осмолярностью и осмоляльностью возникают при попадании в кровь большого количества осмотически активных веществ (при отравлениях) или при уменьшении объема воды плазмы или при выраженной гиперлипидемии или гиперпротеинемии.
ОСМОЛЯРНОСТЬ МОЧИ
Количество растворенных веществ в моче или плотность или удельный вес является одним из самых традиционных тестов, который входит в состав общего анализа мочи. Осмолярность является более строгим показателем, чем удельный вес. Осмолярность зависит от числа частиц, растворенных в растворе, тогда как удельный вес зависит как от числа, так и от характера растворенных частиц. Осмолярность и плотность мочи тесно связаны между собой, однако преимуществом использования единиц осмолярности является возможность сравнения мочи с кровью, что предоставляет большие возможности в распознавании почечной функции. Одним из принципиальных преимуществ измерения осмолярности, а не плотности мочи является то, что белок и глюкоза не так сильно влияют на осмолярность, как на плотность (удельный вес). На увеличение в моче глюкозы, белка, лекарств или их метаболитов, маннитола или декстранов (в результате внутривенного введения) косвенно указывает нарушение линейной связи между удельным весом и осмолярностью при значениях удельного веса свыше 1030 г/л. В таблице 10 представлено соотношение между осмолярностью и удельным весом мочи.
Таблица 10.
Соотношение между осмолярностью и удельным весом
ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ
Взамен ГФ XII, ч. 1, ОФС 42-0047-07
Осмолярность – это характеристика растворов, выражающая их осмотическое давление через суммарную концентрацию кинетически активных частиц в единице объема раствора (мОсм/л).
Существующие инструментальные методы позволяют определять не осмолярность, а осмоляльность – концентрацию кинетически активных частиц на килограмм растворителя (мОсм/кг).
Кинетически активные частицы – это молекулы, ионы или ионные комплексы одного или нескольких растворенных веществ, свободно распределенные во всем объеме растворителя и обладающие способностью к хаотическому перемещению внутри раствора.
Осмолярность и осмоляльность характеризуют создаваемое растворами осмотическое давление.
Осмолярность является одной из важнейших характеристик инфузионных растворов. На этикетках растворов для инфузий должно быть указано теоретическое значение их осмолярности. В случае, когда теоретическая осмолярность не может быть рассчитана, указывают среднее значение осмоляльности для данного лекарственного средства.
Теоретическая осмолярность может быть рассчитана по формуле:
С осм – осмолярность раствора, миллиосмоль на литр (мОсм/л);
m – содержание вещества в растворе, г/л;
M – молярная масса вещества, г;
n – суммарное число ионов, образующихся из одной молекулы растворенного вещества в результате диссоциации (n = 1 для недиссоциирующих веществ, n = 2, 3 для веществ, образующих при растворении соответствующее количество ионов).
На практике, количество частиц (n) несколько меньше теоретически рассчитанного и приближенно может быть описано формулой:
(2)
,
n — реальное количество частиц, образующихся при растворении данного вещества;
nо — теоретически рассчитанное количество частиц (n=1,2,3…);
— молярный осмотический коэффициент, учитывающий взаимодействие между частицами в растворе и зависящий только от количества растворенного вещества.
Коэффициент определяется экспериментально.
Растворы, равные по осмолярности 0,9 % раствору натрия хлорида, называют изотоническими. Для изотонических растворов теоретически рассчитанные значения осмолярности находятся в пределах 239 – 376 мОсм/л.
Осмолярность растворов, состоящих из нескольких компонентов, может быть определена как сумма осмолярностей всех компонентов.
Концентрацию инфузионных растворов принято выражать как массо-объемную (в г/л ), поэтому удобным представляется рассчитывать содержание кинетически активных частиц в миллиосмолях на литр (осмолярность), а не на килограмм (осмоляльность) раствора.
Различиями между значениями осмолярности и осмоляльности растворов с осмолярностью, близкой к осмолярности 0,7-1,1 % раствора натрия хлорида или ниже, можно пренебречь (теоретическое значение осмотического давления 0,9 % раствора натрия хлорида – 308 мОсм/л; экспериментальное значение – 286 мОсм/л); для более концентрированных растворов (например, 10 % раствора натрия хлорида) осмолярность может быть определена по формуле:
С(мОсм/л) = С(мОсм/кг) ∙ ρ (3)
где: ρ – плотность раствора, кг/л.
Примечания. 1. Расчет теоретических границ осмолярности проводят следующим образом: минимальное значение – осмолярность раствора, содержащего минимально допустимые количества ингредиентов; максимальное значение – осмолярность раствора, содержащего максимально допустимые количества ингредиентов.
- 2. При наличии в растворе высокомолекулярного вещества за его молярную массу берется средняя молекулярная масса фракции.
- 3. Гидрокарбонаты при расчете осмолярности учитываются как соли одноосновной кислоты.
Определение осмоляльности водных растворов
Для определения осмоляльности могут быть использованы следующие методы: криоскопический, мембранная и паровая осмометрия.
Криоскопический метод
Метод основан на понижении точки замерзания растворов по сравнению с точкой замерзания чистого растворителя.
1 осмоль на килограмм воды понижает точку замерзания на 1,86 °С. Измерение этих изменений лежит в основе криоскопического метода.
Данная зависимость может быть выражена следующей формулой:
С осм — осмоляльность раствора (мОсм/кг)
Т 2 — температура замерзания чистого растворителя (˚С);
Т 1 — температура замерзания испытуемого раствора (˚С);
К — криометрическая постоянная растворителя (для воды: 1,86).
В настоящее время определение осмоляльности растворов проводится с использованием автоматических криоскопических осмометров.
Необходимое количество испытуемого раствора помещают в ячейку прибора. Далее проводят измерение согласно инструкции, прилагаемой к прибору. При необходимости прибор калибруют с помощью стандартных растворов натрия или калия хлорида, которые перекрывают определяемый диапазон осмоляльности (таблица 1).
Таблица 1 – Стандартные справочные значения понижения температуры замерзания и эффективности осмотической концентрации водных растворов натрия и калия хлоридов
| Аналитическая концентрация соли р , г/кг Н 2 O | Понижение температуры замерзания
D Т зам. , К |
Эффективная (осмотическая) концентрация
m эф , ммоль/кг Н 2 O |
| Растворы натрия хлорида | ||
| 5,649 | 0,3348 | 180 |
| 6,290 | 0,3720 | 200 |
| 9,188 | 0,5394 | 290 |
| 9,511 | 0,5580 | 300 |
| 11,13 | 0,6510 | 350 |
| 12,75 | 0,7440 | 400 |
| 16,00 | 0,9300 | 500 |
| Растворы калия хлорида | ||
| 7,253 | 0,3348 | 180 |
| 8,081 | 0,3720 | 200 |
| 11,83 | 0,5394 | 290 |
| 12,25 | 0,5580 | 300 |
| 14,78 | 0,6696 | 360 |
| 20,71 | 0,9300 | 500 |
Метод мембранной осмометрии
Метод основан на использовании свойства полупроницаемых мембран избирательно пропускать молекулы веществ.
Движущей силой процесса является процесс осмоса. Растворитель проникает в испытуемый раствор до установления равновесия; возникающее при этом дополнительное гидростатическое давление приближенно равно осмотическому давлению и может быть рассчитано по формуле:
(5)
Осмоляльность может быть рассчитана по формуле:
С осм = p осм / R ∙ T (6)
где R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/мольК)
T – абсолютная температура (˚K).
Примечани е. Данный метод применим только для растворов высокомолекулярных веществ (10 4 – 10 6 г/моль). При анализе растворов, содержащих электролиты и другие низкомолекулярные вещества, будет определяться только осмотическое давление, создаваемое высокомолекулярными компонентами раствора.
Определение осмоляльности испытуемого раствора проводят с помощью мембранного осмометра. Предварительную калибровку прибора и измерения проводят в соответствии с инструкцией к прибору.
Метод паровой осмометрии
1 осмоль на килограмм воды понижает давление пара на 0,3 мм рт. ст. при температуре 25 °С. Измерение этих изменений лежит в основе метода паровой осмометрии.
Метод основан на измерении разности температур, которая возникает на термисторах, помещенных в измерительную ячейку, насыщенную парами растворителя в случае, если на один из них нанесена капля чистого растворителя, а на другой — испытуемого раствора. Разница температур возникает по причине конденсации паров растворителя на капле раствора, так как давление пара растворителя над этой поверхностью меньше. При этом температура капли раствора повышается за счет экзотермического процесса конденсации до тех пор, пока давление пара над каплей раствора и давление чистого растворителя в ячейке не сравняются. При нанесении на оба термистора чистого растворителя разность температур равна нулю. Разность температур практически пропорциональна моляльной концентрации раствора.
Определение осмоляльности испытуемого раствора проводят с помощью парового осмометра. Предварительную калибровку прибора и измерения проводят в соответствии с инструкцией к прибору.
Загрузка...
