Thẩm thấu

Màng bán thấm tạo điều kiện cho thẩm thấu

Nếu chất tan không qua màng nhưng dung môi có thể qua, hai thành phần không thể trộn theo cách khuếch tán tự do thông thường. Dung môi có xu hướng đi về phía có thế hóa học thấp hơn; với dung dịch loãng ở cùng nhiệt độ và áp suất, đó thường là phía có nhiều hạt chất tan hơn. Nếu chất tan cũng qua màng nhanh, bài toán chuyển sang khuếch tán thông thường.

Áp suất thẩm thấu cân bằng xu hướng dòng

Với dung dịch loãng lý tưởng, π=iMRT. π là áp suất bổ sung cần đặt lên phía dung dịch để dừng dòng dung môi ròng; M là nồng độ mol, T là nhiệt độ tuyệt đối và i xấp xỉ số hạt chất tan hiệu dụng sinh ra từ một đơn vị công thức. Chênh lệch áp suất cân bằng chênh lệch thế hóa học của dung môi, không phải màng tạo ra một “lực hút”.

Bộ tính áp suất thẩm thấu

Tính trương là ứng dụng sinh học, không phải từ đồng nghĩa

Trong tế bào, điều quan trọng là chất tan nào có thể đi qua màng trong khoảng thời gian đang xét. Một dung dịch có thể đẳng thẩm thấu nhưng không đẳng trương nếu chất tan của nó nhanh chóng đi vào tế bào. Vì vậy nhược trương, đẳng trương và ưu trương phụ thuộc vào tính thấm của màng bên cạnh nồng độ tổng.

Dung dịch thực lệch khỏi công thức lý tưởng

Biểu thức van ’t Hoff chính xác nhất cho dung dịch loãng. Ion điện ly tương tác, phân tử có thể kết hợp và màng thực không hoàn toàn chọn lọc. Ở nồng độ cao phải dùng hoạt độ, hệ số thẩm thấu hoặc dữ liệu đo thay cho cách đếm hạt đơn giản. Trong thẩm thấu ngược, áp suất ngoài lớn hơn π được dùng để ép dung môi đi ngược chiều tự phát.

Ví dụ tính toán

1. Áp suất thẩm thấu của sucrose

2. So sánh NaCl lý tưởng

3. Thẩm thấu ngược