Erish jarayoni Suyultirilgan eritmalar. Osmotik bosim va Vand-goff qonuni

Suyultirilgan eritmalar. Osmotik va Vant-Goff qonuni
Yuqorida aytib o’tilgandek, eritmada erigan modda molekulalari bilan erituvchi molekulalari orasida fizik va kimyoviy o’zaro ta’sirlar bo’lgani uchun eritmaning xossalari erigan moddaning va toza erituvchining xossalaridan farq qiladi.

Buning konsentratsiyasi yuqori bo’lsa, erigan modda molekulalarining bir-biri bilan o’zaro ta’siri ham kuchli bo’lib, bu ham eritmaning xossalarini anchagina o’zgartirib yuboradi va ularni o’rganish qiyinlashadi. Shu sababli eritmalarning ko’p xossalari suyultirilgan eritmalr uchun keltrib chiqarilgan.

Suyultirilgan eritmalarda erigan modda zarrachlari orasida o’zaro ta’sir shu qadar kuchsizki, u eritmaning xossalariga deyarli ta’sir etmaydi. Suyultirilgan eritmalarning xossalari erigan moddalarning erigan moddalarning zarrachlari tarkibiga va ularning o’lchamiga bog’liq bo’lmaydi shu jihatdan suyultirilgan eritmalar gazlarga o’xshaydi. Bunday eritmalarning xossalari hajm birligidagi zarrachalr soniga ya’ni, konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi, xolos.

Endi eritmalar uchun xos bo’lgan osmos hodisasi bilan tanishamiz. Biror moddaning bitta erituvchida ikki xil konsentartsiyali eritmaisdan olib ularni o’zaro yarim o’tkazgich parda (to’siq) bilan ajratamiz. Bunda parda erituvchi molekulalarni o’tkazib, erigan modda molekulalarini tutib qoladi deb faraz qilamiz. Ko’p hayvon va o’simlik to’qimalari ana shunday parda vazifasini o’tay oladi.

Eritmalar bir-biridan ana shunday parda yordamida ajratilganda erituvchi molekulalari past konsentratsiyali eritmadan yuqori konsentratsiyali eritmaga o’ta boshlaydi. Aslida erituvchi ham yuqori konsentratsiyali eritmaga ham o’ta oladi.

Lekin bunda juda oz molekulalar o’tganligi sababli uni hisobga olmasa ham bo’ladi. Erituvchi molekulalari past konsentratsiyali eritmadan (yoki toza erituvchidan) yuqori konsentratsiyali eritmaga o’tganida eritmaning hajmi ortadi va konsentratsiyasi pasayadi. Bu hodisa (erituvchining parda orqali eritmaga o’tishi) osmos hodisasi deyiladi. Erituvchi molekulalari yuqori konsentratsiyali eritmaga o’tishida unga qandaydir bosim bilan ta’sir qiladi. Ana shu bosim osmotik bosim deyiladi.

Issiq havo ta’sirida so’liy boshlagan o’simlik bargiga suv purkalganda uning qaytadan “tiriltirilishi” ham osmos hodisasiga asoslangan. Bunda o’simliklarning barg hujayrasi sirtdagi qobiq yana o’zining avvalgi holiga keladi. O’simliklardagi osmos hodisasini dastlab nemis olimi V.Peffer kashf etgan va o’rgangan. U o’zi yasagan osmometr yordamida osmotik bosimning haroratga va eritmaning konsentratsiyasiga bog’liqligini aniqlagan.

Eritamaning osmotik bosimini o’lchash uchun devorlari yarim o’tkazgich xususiyatiga ega, uchi nay qilib cho’zilgan idishga eritma solib, botirib qo’yiladi. Bundan tashqari idishdagi suv ichki idishdagi eritmaning gidrostatik bosimini ham orta boshlaydi va suv molekulalarining teskariga, ya’ni ichki idishdan tashqi idishga o’tishi ham ko’payadi.

Nihoyat naydagi ko’tarilayotgan eritmaning balandligi ma’lum darajaga yetgach (h) suvning tashqi idishdan ichki idishga o’tish tezliklari tenglashadi va nayda eritma ko’tarilmay qoladi. Ana shunday muvozanatga to’g’ri keladigan bosim osmotik bosimni bildiradi. Shunday qilib, yarim o’tkazgich to’siq bilan ajratilganda sof erituvchi bilan muvozanatga keltirish uchun eritmaga quyilishi lozim bo’lgan bosim osmotik bosimga teng.

Tajribalarning ko’rsatishicha juda suyultirilgan eritmalarda osmotik bosim  erigan moddaning konsentratsiyasiga (sistema) va absolyut haroratga (T) tog’ri mutanosib bo’ladi:

Bunda R universal gaz doimiysi. Bu tenglama ideal gazlarning holat tenglamsiga (RV=nRT) juda o’xshaydi, faqat R o’rniga  va o’rniga eritmaning konsentratsiyasi S olingan. Bu tenglama Vant-Goff qonuning tenglamsi bo’lib, u quyidagicha ta’riflanadi: suyultirlgan eritmada erigan modda shu haroratda gaz holida bo’lib, eritma egallagan hajmni egallaganda qancha bosim ko’rsatilsa, eritmaning osmotik bosimi shu bosimga teng bo’ladi.

Osmotik bosimning yuqorida keltirlgan tenglamasiga elektrolitik dissosiyalanishga uchramaydigan barcha suyultirilgan eritmalar uchun mos keladi.

Dissosilanadigan eritmalarda zarrachalar soni ko’p bo’lganligi sababli ularning osmotik bosimi bir xil bo’lgan eritmalar izotonik eritmalar deyiladi.

Osmos o’simliklarning o’sishi va rivojlanishida ham muhim rol o’ynaydi. Osmotik bosim tufayli suv o’simliklarning hujayralariga kiradi va daraxt uchlaridagi barglarga borib yetguncha o’nlab metr yuqoriga ko’tariladi. Har qanday tirik hujayralarning yarim o’tkazgich xususiyatlari qobiq sirtqi protoplazma qatlami bo’ladi.

Hujayra eritmaga botirilganda eritmaning konsentratsiyasi hujayra shirasining konsentratsiyasidan past bo’lsa, hujayraga suv shimiladi. Agar bu farq juda katta bo’lsa, hujayra shirasining osmotik bosimi ham juda katta bo’ladi va suv ancha yuqoriga ko’tariladi.

O’simlik organizmining rivojlanishi tuproq eritmasining osmotik bosimi bilan hujayra shirasining osmotik bosimi orasidagi nisbat katta ahamiyatga ega. Hujayra shirasining osmotik bosimi tuproq eritmasining osmotik bosimidan katta bo’lganligidan o’simlik normal rivojlanishi mumkin.

Osmotik bosim o’simliklarda suvning harakatlanishini va uning ildizidan barglarning uchiga qadar ko’tarilishini ta’minlovchi asosiy kuchdir.

Barg hujayralaridan suv bug’lanib ketganda u suvni o’zak hujayralaridan osmotik bosim tufayli so’rib oladi, o’zaklar esa ildiz hujayralaridan ildiz tuproqdan suvni so’rib oladi.