Что такое осмотическое давление

Осмотическое давление — это давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы остановить осмос, то есть переход молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Оно зависит от концентрации растворённых частиц, температуры раствора и числа ионов, на которые распадается вещество. В живых клетках именно эта величина определяет, будет клетка набухать, сжиматься или сохранять форму в растворе. Об этом говорят, когда спрашивают, что такое осмотическое давление на уроках биологии и химии.

$\pi = iCRT$

Разбор по случаям

Примеры

Расчёт по формуле Вант-Гоффа. Для водного раствора хлорида натрия с молярной концентрацией ионов $C = 0{,}15\ \text{моль/л}$ при температуре тела человека $T = 300\ \text{К}$ и изотоническом коэффициенте $i = 2$, который учитывает распад соли на два иона, осмотическое давление раствора равно $\pi = iCRT \approx 748\ \text{кПа}$.

Такая оценка близка к реальному давлению физиологического раствора, который врачи используют в медицине для внутривенных капельниц пациентам в больнице.

Эритроцит в разных растворах. Эритроцит, помещённый в чистую воду с низкой концентрацией солей, набухает и может лопнуть, потому что вода активно входит внутрь клетки через полупроницаемую мембрану. В крепком солевом растворе тот же эритроцит, наоборот, сморщивается и теряет форму, так как вода выходит наружу к более концентрированному раствору снаружи.

Частые ошибки

• Осмотическое давление путают с обычным атмосферным давлением, забывая, что оно связано именно с движением растворителя через мембрану.
• Изотонический раствор считают полностью нейтральным для любой клетки, не учитывая, что растительная и животная клетка реагируют по-разному.
• В формулу Вант-Гоффа подставляют массу вещества вместо молярной концентрации ионов и забывают учесть изотонический коэффициент, что даёт неверный результат расчёта.

Коротко

Что такое осмотическое давление, определяет одна величина: сила, нужная, чтобы остановить переход растворителя через мембрану в более концентрированный раствор. От соотношения этого давления внутри и снаружи клетки зависит, набухнет она, сожмётся или сохранит форму.