Осмотичний тиск та методи його вимірювання
Осмосом називається хімічний потенціал розчину з розчиненим речовиною проти чистим розчинником. Осмотичний тиск виникає, коли система із двох розчинів прагне вирівняти хімічний потенціал у всіх частинах свого обсягу та перейти у більш стійкий стан.
Кількісно осмос характеризується тиском, що розчин з розчиненим речовиною надає на напівпроникну мембрану, яка відокремлює його від чистого розчинника перегородкою.
Явлення осмосу в розведених розчинах не залежить від розчинника і розчинених речовин, а лише числом елементарних частинок (іонів, молекул, асоціатів або колоїдних частинок) в одиниці об'єму розчину.
Осмотичний тиск грає величезну роль процесах життєдіяльності біологічних організмів. Оболонки тварин і рослинних клітин є напівпроникними мембранами і, по суті, є мініатюрними осмотичними системами.
Величина осмотичного тиску в клітинах багатьох рослин становить до 20 атм, що дозволяє проводити процес всмоктування води з поживними речовинами та перенесення на значну висоту. Дією осмосу викликає також набухання насіння рослин, проростання пагонами землі, що ростуть, і різних перешкод.
В організмі людини будь-які порушення осмотичного балансу пов'язані з патологічним перерозподілом води, розвитком локальних та системних набряків або дегідратацією, зміною внутрішньої структури спеціалізованих тканин та гемодинамічних порушень.
Так, наприклад, гіповолемічний шок при кровотечах пов'язаний не так з падінням об'єму циркулюючої крові, як з різким падінням осмотичного тиску. Тому при масованих крововтратах проводять інфузійну терапію інертними високомолекулярнимизамінниками плазми крові, завдяки яким відновлюється осмотичний тиск та усувається шок.
Важливість знання показників осмолярності та відносна простота вимірювання призвела до появи цілого ряду спеціалізованих приладів, які стали незамінними при біохімічних дослідженнях.
В аналітичній лабораторній практиці для оцінки осмолярності в основному використовується принцип зміни тиску пари і температури замерзання досліджуваного розчину. Зі збільшенням концентрації розчинених речовин - температура замерзання знижується, температура кипіння підвищується, а тиск пари знижується.
На сьогоднішній день на ринку аналітичного лабораторного обладнання представлені такі моделі приладів для вимірювання осмотичного тиску:
- Кріоскопи. Визначення ефективного осмотичного тиску ґрунтується на вимірі зниження температури замерзання розчину щодо температури замерзання чистого розчинника.
- Колоїдні осмометри (онкометри). З їх допомогою визначають колоїдно-осмотичний тиск. У приладах використовуються напівпроникні для білків мембрани та електролітовмісний розчин.
- Парафазні осмометри. Здійснюють вимірювання осмотичного тиску у зразках з підвищеною в'язкістю та складними фізичними формами. Метод заснований на вимірі ослаблення тиску пари.