Pressione osmotica

Legge di van’t Hoff

•• MembranaMembrana semipermeabilesemipermeabile: consente ilpassaggio di alcuni componenti di unasoluzione (cellophane, membrane cellulari).

•• PressionePressione osmoticaosmotica: differenza di pressionetra due soluzioni a diversa concentrazioneseparate da una membrana semipermeabile.

OsmosiOsmosi

La pressione osmotica all’equilibrio rende ilpotenziale chimico del solvente costantenelle due sezioni del sistema

Interpretazione (1)

• Supponiamo di avere un sistema diviso in due sezioni, con una soluzione separata dal solvente puro mediante una membrana semipermeabile, tale cioè da permettere il passaggio del solo solvente

• La pressione osmoticapressione osmotica è la pressione che deve essere esercitata sulla sezione contenente la soluzione per impedire il passaggio del solvente dalla sezione contenente solvente puro a quella contenente la soluzione.

Interpretazione (2)• La pressione osmotica è una proprietà

caratteristica di una soluzione, come il suo punto di congelamento od il suo punto di fusione.

• La sua causa causa èè la differenza di potenziale la differenza di potenziale chimico del solventechimico del solvente, che è più basso nella soluzione che nel solvente puro, in seguito alla presenza del soluto

• Il sistema favorisce la diffusione delle molecole di solvente verso la soluzione, in modo da tendere all'uguaglianza dei potenziali chimici del solvente nelle due sezioni.

Interpretazione (3)

• Siano p e p’ le pressioni che agiscono sul solvente puro e sulla soluzione in condizioni di equilibrio

= p p′Π −

Interpretazione (4)

* * * *0 0( ) = ( ) ln ln = ( ) ( ) =

p

mpp p RT x RT x p p V dpµ µ µ µ

′′ ′+ → − ∫

0 0ln = = lnmm

RTRT x V xV

Π→Π −

=1 =1

= =N N

i ii im m

RT RTx nV V n

Π ∑ ∑

=1=

N

ii

RT cΠ ∑ Legge di van’t Hoff

Esempio: dipendenza dalla concentrazione

Acqua marina: contiene 3.4 g NaCl per litro

c = 3.4 g/58.5 g/L = 0.0582 MΠ =(0.0582 mol/L)(0.0821L atm/mol K )(298K)Π = 1.42 atm

1 atm sostiene una colonna d’acqua di 10.34 m

10 m

•• SoluzioniSoluzioni isotonicheisotoniche : soluzioni con la stessapressione osmotica, separate da unamembrana semipermeabile.

•• SoluzioneSoluzione ipotonicaipotonica / / ipertonicaipertonica : soluzione con una π minore/maggiore

• Esempio: membrane cellulari (globuli rossi).

Crenazione ed emolisi

Crenazione di globuli rossi

EsempiEsempi• Emolisi:

– Globuli rossi in soluzioni ipotoniche / ipertoniche

– Cetriolo in una soluzione di NaCl → cetriolinosottaceto

– Una carota in acqua → aumenta il suo volume– Ritenzione idrica dovuta a cibi salati (edema)– Conservazione della carne mediante salatura: i

batteri perdono acqua e muoiono per crenazione– Eliminazione dei rifiuti cellulari

I naufraghi non devono bere acqua di mare …

Osmosiinversa

Purificazione dell’acqua mediante osmosi inversa