Noelektrolitlar. Yuqori molekulyar birikmalar. Osmotik bosim

Osmos hodisasi va osmotik bosim.
Agar shakar eritmasi solingan, devori yarim o‘tkazgich xossasiga ega idishni suvli idishga tushirilsa, bir yoqlama diffuziya ro‘y beradi. Bunday hodisani osmos deyiladi. O‘simlik poyasida suvning yuqori ko‘tarilishini, hujayralarning o‘sishini va boshqa ko‘pgina hodisalarni vujudga keltiradigan sabablarning biri ham osmosdir. Eritmalarning osmotik bosimi juda katta qiymatga ega bo‘ladi. Masalan, dengiz suvining osmotik bosimi 2837 kPa ga yaqindir. P.Pfeyfer osmotik bosim konsentratsiya va temperaturaga bog‘liq ekanligini qand eritmalarining osmotik bosimlarini o‘lchash orqali topdi.
De-Friz o‘simliklarni tuzning quyuq eritmasiga tushirdi. Bu vaqtda suvning hujayradan eritmaga o‘tishi sababli, xujayra qisqarib o‘simlik pardasi burishib qoldi. O‘simlik hujayrasi toza suvga tushirilganda, hujayra shishib, o‘z hajmini kattalashtirdi. O‘simlik pardasining burishib qolishini plazmoliz deb atadi. Eritma konsentratsiyasi sekin asta kamaytirilib, plazmoliz hodisasi kuzatilmaydigan eritma olish mumkin bo‘ldi. Bunday eritmaning osmotik bosimi hujayra ichidagi eritmaning bosimiga teng bo‘ladi. Demak, ikki eritma o‘zaro izotonik bo‘ladi.
De-Friz ana shunday izotonik eritmalarni tayyorlash natijasida quyidagi qonunni topdi: bir xil temperaturada turli moddalarning bir xil molyar konsentratsiyada olingan eritmalari bir xil osmotik bosimga ega bo‘ladi. Boshqacha aytganda ekvimolekulyar eritmalar o‘zaro izotonik bo‘ladi.
Osmotik bosim qiymatini aniq o‘lchash natijasida quyidagi ikki qoida kelib chiqadi:
1. Eritmaning osmotik bosimi erigan modda konsentratsiyasiga to‘g‘ri proporsianal.
2. Osmotik bosim eritmaning absolyuttemperaturasiga proporsianal.
Osmotik bosimni o‘lchash natijalaridan kelib chiqib, 1886 yilda golland fizik-ximigi Vant – Goff o‘z nazariyasini qonun tarzida ta’rifladi; agar erigan modda eritma temperaturasida gaz holatida holatida bo‘lib, eritma hajmiga baravar hajmni egallasa, bu gazning bosimi eritmaning osmotik bosimiga teng bo‘ladi. Eritmalardagi osmotik bosim Vant – Goff qonuniga muvofiq, eritmada erigan modda miqdori va temperaturaga to‘g‘ri proporsianaldir.

R = S· R ·T R – eritmaning osmotik bosimi

S – molyar konsentratsiya
R – universal gaz doimiysi

Bu qonun eritmalarning osmotik bosimi, konsentratsiya va absolyut temperaturagagina bog‘liq bo‘lib, eruvchi modda tabiatiga bog‘liq emasligini ko‘rsatadi. Vant – Goff qonuni faqat elektrolit bo‘lmagan moddalarning suyultirilgan eritmalarigagina tatbiq etilishi mumkin. Konsentrlangan eritmalar va elektrolit moddalarning eritmalari bu qonundan chetga birmuncha chiqadi.

Osmos hodisasi va osmotik bosim.

Konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan eritmaning osmotik bosim katta bo‘ladi (s₁> s₂ bo‘lsa), bunday eritmalar gipertonik eritmalar deb ataladi.
Konsentratsiyasi o‘zaro teng bo‘lgan eritmalarning osmotik bosimlari hem teng bo‘ladi (s₁=s₂ bo‘lsa), bunday eritmalar izotonik eritmalar deyiladi.
Konsentratsiyasi kichik bo‘lgan eritmalarning osmotik bosimi kam bo‘ladi (s₁< s₂ bo‘lsa) va gipotonik eritmalar deb ataladi.
Osmotik bosim odam organizmi va o‘simliklar hayotida katta ahamiyatga ega. O‘simliklar ildizi ham yarim o‘tkazgich xossasiga ega va ular orqali tuproqdagi nam tortib olinib, o‘simlik tanasida osmotik bosim hosil bo‘ladi. Hujayra qobig‘i suvni oson o‘tkazib, hujayra suyuqligida erigan moddalarni deyarli butunlay o‘tkazmaydigan pardadir.
Odam organizmidagi hujayra va to‘qimalar ham yarim o‘tkazgich parda xossasiga ega. Iste’mol qilinadigan suyuqliklar, oziq ovqatlarning odam tanasiga singishi, muskullarining rivojlanishi osmos hodisasi tufayli sodir bo‘ladi.
Barcha tip biologik mеmbranalar (sitoplazmatik mеmbrana, hujayra organoidlarning mеmbranalari) yarim o’tkazuvchanlik hususiyatiga ega, ya'ni ular ko’pchilik erigan moddalarni yoki umuman o’tkazmaydi, yoki juda kam o’tkazadi va erituvchi, ya'ni suv bunday mеmbranalar orqali hеch qanday to’siqsiz bеmalol harakat qila oladi. Erituvchi (suv) mеmbrana orqali ikki yo’nalishda harakat qiladi, lеkin uning erigan moddaning yuqori konsеntratsiyasi va kam erituvchi bo’lgan eritma tomonga harakat tеzligi qarama-qarshi tomonga yo’nalish tеzligidanancha yuqori bo’ladi. Yarimo’kazuvchan mеmbrana orqali erituvchining bir tomonlama diffuziyasi osmos nomini olgan. Har qanday diffuziya kabi osmos ham mеmbrana bilan ajratilgan eritmalarni konsеntratsiyasini baravarlashtirishga olib kеladi. Bunday holatda osmotik muvozanat o’rnatiladi, mеmbrana orqali har ikkala yo’nalishda harakatlanayotgan erituvchining miqdori tеnglashadi.
Osmosni chaqirayotgan kuch osmotik bosim nomini olgan. Osmotik bosimning qiymati – eritmaning ma'lum hajm birligida erigan zarrachalarning miqdoriga va ularning harakatlanish tеzligiga bog’liq (zarrachalarning o’lchami va ularning elеktrik zaryadlari ahamiyatga ega emas). Osmotik bosimni р_osm =CRT formulasi bo’yicha hisoblash mumkin (р_osm – osmotik bosim; C – eritmaning molyar konsеntratsiyasi; R-gaz konstantasi – 0,082 l.atm/gram.mol; T – absolyut harorat (t^оС+273^о).
Eritmalardagi osmos hodisasi eritma hosil boʻlishidagi moleku­
lar kinetik mexanizmining tarkibiy qismlaridan boʻlgan diffuzi­
ya jarayoni natijasida yuzaga keladi. Ma’lumki, erigan modda va 
erituv chi zarrachalari doimo harakatda boʻladi.
Agar shisha silindrga biror modda, masalan, kaliy permanga­
natning quyuq eritmasi solinib, uning ustiga ehtiyotkorlik bilan 
suv quyilsa, modda zarrachalari vaqt oʻtishi bilan butun suyuqlik 
hajmiga baravar tarqaladi va bu jarayon butun hajmda moddaning 
konsentratsiyasi bir xil boʻlguncha davom etadi, ya’ni diffuziya ho­
disasi roʻy beradi.
Agar kaliy permanganatning eritmasi va toza erituvchi orasiga 
faqat erituvchi molekulalari oʻta oladigan yarim oʻtkazgich toʻsiq 
­ membrana joylashtirilsa, erituvchi molekulalarining membrana 
orqali eritmaga va eritmadan toza erituvchiga oʻtishi kuzatiladi 
(8.1­rasm). Ammo erituvchi molekulalarining toza suvdan eritma­
ga oʻtish tezligi koʻproq boʻladi. Buning natijasida kaliy perman­
ganat eritmasining hajmi koʻpayadi (konsentratsiyasi kamayib 
ideal eritmaga yaqinlashadi). Natijada gidrostatik bosim qiymati 
ortadi va erituvchi molekulalarining teskari tomonga qarab oʻti­
shi kuchayadi. Ma’lum vaqt oʻtgandan soʻng eritmalarning sath 
oʻzgarishlari (ularning sathlari orasida masofa qiymatining oʻzga­
rishi) toʻxtaydi.
Erituvchining (diffuziya hisobiga) yarim oʻtkazgich membrana 
orqali erigan modda konsentratsiyasi kam boʻlgan eritmadan yoki 
toza erituvchidan erigan modda konsentratsiyasi koʻp boʻlgan erit­
maga oʻz­oʻzidan oʻtish jarayonini osmos deb ataladi.

Osmos deb nomlanadigan jarayonda erituvchi mokekulalari 
(diffuziya hisobiga) erigan moddaning konsentratsiyasi past boʻlgan