Reja: Erish jarayoni. Mendeleevning gidratlar nazariyasi

2. Suyultirilgan noelektrolit eritmalar. Osmotik bosim vaVant – Goff qonuni
Yuqorida aytib o’tilganidek, eritmada erigan modda molekulalari bilan erituvchi molekulalari orasida fizik va kimyoviy o’zaro ta'sirlar bo’lgani sababli eritmaning xossalari erigan moddaning va toza erituvchining xossalaridan farq qiladi. Bundan tashqari, eritmada erigan modda miqdori ko’p, ya'ni eritmaning kontsentratsiyasi 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 eritmalarda o’rganilgan va eritmalarga doir ko’p qonunlar ham suyultirilgan eritmalar uchun keltirib chiqarilgan. Suyultirilgan eritmalarda erigan modda zarrachalari orasida eruvchining juda ko’p molekulalari bo’lganligidan bu zarrachalar orasidagi o’zaro ta'sir shu qadar kuchsizki, u eritmaning xossalariga deyarli ta'sir etmaydi. Suyultirilgan eritmalarning xossalari erigan modda zarrachalarining tarkibiga va ularning o’ichamiga bog‛liq bo’lmaydi, shu jihatdan suyultirilgan eritmalar gazlarga o’xshaydi. Bunday eritmalarning xossalari hajm birligidagi zarrachalar soniga, ya'ni kontsentratsiyaga bog‛liq bo’ladi, xolos.
Endi eritmalar uchun xos bo’lgan osmos hodisasi bilan tanishib chiqamiz. Biror moddaning bitta erituvchida ikki hil kontsentratsiyali eritmasidan olib, ularni o’zaro yarim o’tkazgich parda (to’siq) bilan ajratamiz. Bunday parda erituvchi molekulalarini 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 kontsentratsiyali eritmadan yuqori kontsentratsiyali eritmaga o’ta boshlaydi. Aslida erituvchi yuqori kontsentratsiyali eritmadan past kontsentratsiyali eritmaga ham o’tadi, lekin bunda juda oz molekulalar o’tganligi sababli uni hisobga olmasa ham bo’ladi. Erituvchi molekulalari past kontsentratsiyali eritmadan (yoki toza erituvchidan) yuqori kontsentratsiyali eritmaga o’tganida eritmaning hajmi ortadi va kontsentratsiyasi pasayadi. Bu hodisa (erituvchining parda orqali eritmaga o’tishi) osmos hodisasi deyiladi. Erituvchi molekulalari yuqori kontsentratsiyali eritmaga o’tishida unga qandaydir bosim bilan ta'sir qiladi. Ana shu bosim osmotik bosim deyladi. Issiq havo ta'sirida so’liy boshlagan o’simlik bargiga suv purkalganda uning qaytadan «tirilishi» ham osmos hodisasiga asoslangan. Bunda o’simlikning barg hujayrasi sirtidagi qattiq parda hujayradagi moddalarni tashqariga chiqarmaydi, lekin tashqaridan suv molekulalarini hujayra ichiga o’tkazadi, natijada hujayra shishib, yana o’zining avvalgi holiga keladi. O‛simliklardagi osmos hodisasini dastlab nemis olimi V. Pfeffer kashf etgan va o’rgangan. U o’zi yasagan osmometr yordamida osmotik bosimning haroratga va eritmaning kontsentratsiyasiga bog‛liqligini aniqlagan.
Eritmaning osmotik bosimini o’lchash uchun devorlari yarim o’tkazgich xususiyatiga ega, uchi nay qilib cho’zilgan idishga eritma solinib, suvli idishga botirib qo’yiladi (2 -rasm).
Bunda tashqi idishdagi suv ichki idishdagi eritmaga kiradi va eritma nay bo’ylab ko’tarila boshlaydi. Natijada ichki idishdagi eritmaning gidrostatik bosimi ham orta boshlaydi va suv molekulalarining teskariga, ya'ni ichki idishdan tashqi idishga o’tishi ham ko’payadi.
N ihoyat naydagi ko’tarilayotgan eritmaning balandligi ma'lum darajaga yetgach, suvning tashqi idishdan ichki idishga va ichki idishdan tashqi idishga o’tish tezliklari tenglashadi va nayda eritma ko’tarilmay qoladi. Ana

2-rasm. Osmotik bosimni o’ichash asbobi.

shunday muvozanatga to’g‛ri keladigan bosim osmotik bosimni bildiradi.

Shunday qilib, yarim o’tkazgich to’siq bilan ajratilgan sof erituvchi bilan muvozanatga keltirish uchun eritmaga qo’yilishi lozim bo’lgan bosim osmotik bosimga teng.
Tajribalarning ko’rsatishicha, juda suyultirilgan eritmalarda osmotik bosim n erigan moddaning kontsentratsiyasiga (C) va absolyutharoratga (T) to’g‛ri proportsional bo’ladi: π =CRT bunda, R— universal gaz doimiysi. Bu tenglama ideal gazlarning holattenglamasiga (PV=nRT) juda o’xshaydi, faqat P o’rniga π va n/V o’rniga eritmaning kontsentratsiyasi C olingan. Bu tenglama Vant Goff qonunining tenglamasi bo’lib, u quyidagicha ta'riflanadi: suyultirilgan eritmada erigan modda shu haroratda gaz holida bo’lib, eritma egallagan hajmni egallaganda qancha bosimni ko’rsatsa, eritmaning osmotik bosimi shu bosimga teng bo’ladi.
Osmotik bosimning yuqorida keltirilgan tenglamasi elektrolitik dissotsilanishga uchramaydigan barcha suyultirilgan eritmalar uchun mos keladi. Dissotsilanadigan eritrnalarda zarrachalar soni ko’p bo’lganligi sababli ularning osmotik bosimi bu tenglama asosida topilganidan ancha katta bo’ladi. Osmotik bosimi bir hil bo’lgan eritmalar izotonik eritmalar deyiladi.
Osmos o’simliklarning o’sishi va rivojlanishida ham muhim vazifani bajaradi. Osmotik bosim tufayli suv o’simliklarning hujayralariga kiradi va daraxt uchlaridagi barglarga borib yetguncha o’nlab metr yuqoriga ko’tariladi. Har qanday tirik hujayraning yarim o’tkazgich xususiyatli qobig‛i yoki sirtqi protoplazma qatlami bo’ladi. Hujayra eritmaga botirilganda eritmaning kontsentratsiyasi hujayra shirasining kontsentratsiyasidan 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 o’sishi va rivojlanishida tuproq eritmasining osmotik bosimi bilan hujayra shirasining osmotik bosimi orasidagi nisbat katta ahamiyatga ega. Hujayra shirasining osmotik bosimi tuproq eritmasining osmotik bosimidan katta bo’lgandagina o’simlik normal rivojlanishi mumkin.
Osmotik bosim o’simliklarda suvning harakatlanishini va uning ildizdan 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.
No’xat yoki boshqa dukkakli o’simliklarning quritilgan urug‛i suvga solib qo’yilganda suvni yutib, hajmi kattalashadi, bo’kadi. Urug‛larning bo’kishidan hosil bo’lgan bosim bir necha ming atmosferaga yetishi mumkin. Hujayra kontsentrlangan eritmaga botirilganda, hujayra shirasidagi suv eritmaga o’tib, hujayra siqiladi va bujmayib qoladi. Bu hodisa plazmoliz deyiladi.
Sabzavot va mevalarni konservalash ham osmotik bosimdan foydalanishga asoslangan. Konserva suvida shakar yoki tuzning kontsentratsiyasi yuqori bo’lishi yuqori osmotik bosim hosil qiladi, bunda plazmoliz natijasida mikroorganizmlar nobud bo’ladi.