Funzionamento osmometro

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Celestel

2016-08-13 12:28

Ciao, sto studiando la pressione osmotica. Ho difficoltà a comprendere il funzionamento dell'osmometro. Ho fotografato la parte del testo del manuale in cui viene spiegato l'argomento e che non mi è chiara.

Ho capito solo che l'osmosi è la tendenza del solvente a muoversi in modo da diluire la soluzione più concentrata. 

Attraverso la membrana semipermeabile le molecole permeabili sono quelle del solvente (A) che sono più concentrate che in b perchè A è solvente puro e B generica soluzione. Comincio a non capire da quando spiega che la pressione idratica nelle due celle a inizio processo è uguale (perchè si sono introdotti volumi uguali delle due soluzioni) . 

Qualcuno sarebbe così gentile da spiegarmi in maniera semplice semplice i passaggi del grafico dell'osmometro?

Grazie.

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LuiCap

2016-08-14 10:23

Occorre prima di tutto sapere cos'è la pressione idrostatica.

Supponiamo di avere un contenitore con all'interno un certo quantitativo di liquido.

Sul pelo libero del liquido, ovvero sulla sua superficie, grava la pressione atmosferica, cioè la pressione dovuta al peso della massa d'aria sovrastante che costituisce l'atmosfera.

Se invece misuriamo la pressione sul fondo del recipiente essa risulta più elevata: tale pressione è denominata pressione idrostatica p ed è dovuta alla forza peso della colonna di liquido esercitata sull'area di base del recipiente.

La pressione idrostatica di un fluido è direttamente proporzionale alla profondità h e alla densità d del fluido.

Tutto ciò si traduce nella famosa formula di Stevin per il calcolo della pressione idrostatica:

p = g·d·h

dove p è la pressione idrostatica (in Pa), g è l’accelerazione di gravità (circa 9,81 N/kg sulla terra), d è la densità del fluido (per l’acqua vale 1000 kg/m3) ed h è la profondità del punto in cui si vuole calcolare la pressione idrostatica.

Il valore della pressione calcolato con la legge di Stevin non tiene conto del valore della pressione atmosferica.

Quindi per calcolare la pressione assoluta, dobbiamo aggiungere a p calcolata con la legge di Stevin la pressione atmosferica.

Veniamo ora al disegno dell'osmometro nell'allegato che hai postato.

La cella A è riempita con il solvente puro, mentre la cella B è riempita con una soluzione contenente disciolto un soluto nello stesso solvente.

Le due celle sono riempite con lo stesso volume di solvente e sono separate da una membrana semipermeabile che può essere attraversata solo dalle molecole di solvente.

Nella cella A la pressione idrostatica sarà:

pA = g·dA·hA

e nel braccio B:

pB = g·dB·hB

Poiché i volumi dei due liquidi sono uguali, avremo hA=hB: i due liquidi sono allo stesso livello (stato iniziale) e sulla loro superficie grava la stessa pressione atmosferica.

In questa condizione avremo che, essendo dB > dA, la pressione idrostatica pB che preme sulla membrana semipermeabile è maggiore di pA.

Non sono d'accordo con il testo che hai postato che dice che la pressione idrostatica nelle due celle all'inizio del processo è uguale.

Pertanto, dato che la membrana non può essere attraversata dalle molecole del soluto, per equilibrare le due pressioni idrostatiche un certo numero di molecole di solvente dalla cella A si spostano verso la cella B. Perciò nella cella B il livello del liquido aumenta progressivamente, la concentrazione della soluzione diminuisce e con essa la sua densità e la sua pressione idrostatica.

Il processo prosegue fino a quando la pressione idrostatica della colonna di liquido di altezza h (dislivello tra il pelo libero del liquido nel braccio B meno dislivello del liquido nel braccio A) assume un valore numerico tale per cui si raggiunge uno stato di equilibrio in cui pA = pB: in queste condizioni le molecole di solvente non attraversano più la membrana semipermeabile perché non sono "spinte" da alcuna pressione idrostatica.

La pressione idrostatica causata dalla colonna di liquido di altezza h prende il nome di pressione osmotica π, cioè una pressione dovuta alla spinta della pressione idrostatica della soluzione nella cella B.

Il fenomeno fisico complessivo prende il nome di osmosi, dal greco ὠσμός "spinta, impulso".

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