TL; DR (för länge, läste inte)
Det osmotiska trycket körvattnet över ett ogenomsläppligt barriär ökar med skillnaden i lösta koncentrationer på vardera sidan av barriären. I en lösning med mer än ett lösningsmedel summerar man koncentrationen av alla lösta ämnen för att bestämma den totala koncentrationen av lösta ämnen. Osmotiskt tryck beror bara på antalet upplösta partiklar, inte på deras komposition.
Osmotisk (hydrostatisk) tryck
Den faktiska mikroskopiska processen som driver osmos är lite mystisk, men forskare beskriver det här sätt: Vattenmolekyler är ett tillstånd av konstant rörelse, och de migrerar fritt genom en obegränsad behållare för att utjämna deras koncentration. Om du sätter in ett hinder i behållaren genom vilket de kan passera, kommer de att göra det. Om emellertid en sida av barriären innehåller en lösning med partiklar för stora för att komma igenom barriären, måste de vattenmolekyler som passerar från den andra sidan dela utrymme med dem. Volymen på sidan med lösningsmedlet ökar tills antalet vattenmolekyler på båda sidor är lika.
Att öka koncentrationen av lösningsmedel minskar det tillgängliga utrymmet för vattenmolekyler, vilket minskar deras antal. Detta ökar i sin tur vattnets tendens att strömma in i den sidan från andra sidan. För att antropomorphisera lite, desto större skillnad i koncentrationen av vattenmolekyler, desto mer vill de "flytta" sig över barriären till sidan som innehåller lösningen.
Forskare kallar detta begär osmotiskt tryck eller hydrostatiskt tryck, och det är en mätbar mängd. Sätt ett lock på en styv behållare för att förhindra att volymen ändras och mäta det tryck som behövs för att hålla vattnet från att öka när du mäter koncentrationen av lösningen på sidan med det mest lösta ämnet. När ingen ytterligare förändring av koncentration uppstår, är trycket du utövar på omslaget det osmotiska trycket, förutsatt att koncentrationerna på båda sidor inte har utjämnats.
Förhållande av osmotiskt tryck för att lösa koncentrationen <
I de flesta riktiga situationer, som rötter som drar fukt från marken eller cellerna som byter vätskor med omgivningen, finns en viss koncentration av lösta ämnen på båda sidor av en semipermeabel barriär, såsom en rot- eller cellvägg. Osmos uppstår så länge koncentrationerna är olika, och det osmotiska trycket är direkt proportionellt mot koncentrationsskillnaden. I matematiska termer:
P = RT (ΔC)
där T är temperaturen i Kelvins, ΔC är skillnaden i koncentrationer och R är den ideala gaskonstanten.
Osmotiskt tryck beror inte på storleken på de lösta molekylerna eller deras sammansättning. Det beror bara på hur många av dem det finns. Om mer än ett lösningsmedel finns närvarande i en lösning är det osmotiska trycket således:
P = RT (C 1 + C 2 + ... C n) < br där C 1 är koncentrationen av lös substans osv. Testa det själv Det är lätt att få en snabb uppfattning om koncentrationens effekt osmotiskt tryck. Blanda en matsked salt i ett glas vatten och sätt i en morot. Vatten kommer att strömma ut ur moroten i saltvatten genom osmos, och moroten kommer att krympa. Nu ökar saltkoncentrationen till två eller tre matskedar och registrerar hur mycket mer snabbt och fullständigt moroten shrivels. Vattnet i en morot innehåller salt och andra lösta ämnen, så omvänden kommer att hända om du fördjupa den i destillerad vatten: moroten kommer att svälla. Tillsätt en liten mängd salt och registrera hur mycket mindre tid det tar för gulrot att svälla eller om det sväller i samma storlek. Om moroten inte sväller eller skrymmas har du lyckats göra en lösning som har samma saltkoncentration som moroten.
