MỤC LỤC
Trang
Đặt vấn đề ............................................................................................................3
Nội dung ..............................................................................................................4
1. Đặc trưng chung của các dung dịch ............................................................4
2. Các tính chất của dung dịch pha loãng ........................................................7
3. Áp suất thẩm thấu ........................................................................................8
3.1. Đặc điểm chung của áp suất thẩm thấu...........................................8
3.2. Định luật áp suất thẩm thấu – Định luật Van-Hoff................................9
3.3. Sự sai lệch khỏi định luật Van-Hoff và Raule trong các dung dịch chất
điện li..................................................................................................................13
3.4. Cơ sở của thuyết điện li ......................................................................14
3.5. Áp suất thẩm thấu với sự sống ............................................................17
Kết luận..............................................................................................................20
Tài liệu tham khảo..............................................................................................21
Tiểu luận Cơ sở lý hóa trong Sinh học Phân biệt dung dịch với hỗn hợp giản
đơn...
ĐẶT VẤN ĐỀ
Là một hệ thống hở, tế bào, mô, cơ thể luôn luôn thực hiện sự trao đổi
chất với môi trường bên ngoài. Quá trình này chỉ có thể xảy ra nhờ khả năng của
tế bào cho thâm nhập hoặc giải phóng các loại khí, nước, các chất hòa tan trong
nước, cũng như nhiều loại chất khác. Khả năng đó của từng loại tế bào, mô biểu
hiện rất khác nhau và bị chi phối không những bởi chức năng đặc trưng, mà còn
phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của chúng. Khả năng đó của từng loại tế bào,
mô còn phụ thuộc vào trạng thái tồn tại của vật chất và các quy luật đặc trưng
của từng trạng thái vật chất đó.
Trong vật lý, một trạng thái của vật chất, hay một pha của vật chất, là một
tập hợp các điều kiện vật lý và hóa học mà ở đó vật chất có các tính chất lý hóa
đồng nhất và sự sống chỉ sử dụng vật chất ở các trạng thái nhất định như dung
dịch, hỗn hợp giản đơn, huyền phù, hợp chất hóa học, ... với những nồng độ
thích hợp đối với từng loại tế bào, mô.
- Huyền phù (nổi lơ lửng, từ phù có nghĩa là nổi và huyền là treo
hay đeo lơ lửng) là một hệ gồm pha phân tán là các hạt rắn lơ lửng trong môi
trường phân tán lỏng (hỗn hợp dị thể).
Nếu để yên một huyền phù thì ngược lại với dung dịch , chất rắn có kích
thước không nhỏ lắm sẽ lắng xuống đáy tạo thành một lớp cặn (sa lắng hay
trầm tích ). Chất lỏng phía trên có thể được chiết ra (lắng gạn) và tách chất rắn
ra khỏi chất lỏng.
Ví dụ: Nếu ta khuấy đất sét nghiền nhỏ với nước và để lắng yên một thời
gian, những hạt đất sét sẽ dần lắng xuống đáy bình. Những hạt đất sét không tan
và ta có thể thấy bằng mắt thường. Hỗn hợp như vây ta gọi là huyền phù.
Khác biệt với các hợp chất giản đơn, các phân tử tạo nên dung dịch phân
bố đều trong toàn bộ dung dịch mà không tạo nên các tích tụ bộ phận với kích
thước lớn hơn phân tử.
Khác biệt với các hợp chất hoá học, dung dịch có thành phân thay đổi
nhưng không tuân thủ định luật tỉ lệ bội (số).
Đồng thời quá trình hoà tan không phải một sự phân bố cơ học đơn giản
của một chất này trong môt chất khác, mà là một quá trình phức tạp có đặc trưng
GVHD: GS. TSKH. Nguyễn Như Khanh HVTH: Nguyễn Văn Nam
4
Tiểu luận Cơ sở lý hóa trong Sinh học Phân biệt dung dịch với hỗn hợp giản
đơn...
bởi mối quan hệ tương tác của chất tan với dung môi. Mối tương tác đó khác
biệt với tuơng tác hoá học bình thường bởi đặc trưng và trị số của mối liên kết
các cấu tử. Tuy nhiên sự khác biệt ấy không phải luôn có thể dễ dàng thấy được,
ví dụ, trong một số trường hợp các quá trình hoà tan kèm theo những hiệu ứng
nhiệt giống như những phản ứng hoá học bình thường, còn các chất đuợc hình
thành qua sự tương tác của chất tan với dung môi được gọi là các sonvat có thể
tách ra khỏi dung dịch và có những tính chất cá biệt nhất định.
Do vậy, các dung dịch không chỉ là các hổn hợp đồng nhất của hai hay nhiều
chất mà còn là các sản phẩm do môi trường tương tác giữa các chất đó tạo nên.
đó gọi là nồng độ trọng lượng, nếu được so với thể tích dung dịch thì gọi là
nồng độ thể tích. Thường nông độ trọng lượng thể hiện ra phần trăm hay
được đặc trưng bằng trọng lượng riêng của dung dịch. Chẳng hạn, dung dịch
mà trong 100g của nó chứa 10 g muối và 90 g nước thì được gọi la dung
dịch muối 10%.
Ví dụ 1: Dung dịch 0,9% NaCl: trong 100 g dung dịch có 0,9 g NaCl +
99,1 g dung môi (H
2
0).
Nồng độ thể tích được thể hiện bằng mol hay bằng chuẩn (N), trường hợp
thứ nhất nếu trọng lượng chất tan được thể hiện ra bằng phân tử gam trong 1 lít
dung dịch, trường hợp thứ hai trọng lượng chất tan thể hiện bằng đương lượng
gam trong 1 lít dung dịch. Nếu trong V lít dung dịch có chứa na mol chất tan thì
nồng độ thể tích
V
n
C
=
. Chuẩn cũng là một sự thể hiện của nồng độ.
Ví dụ 2: 1 N KCl = 74,5 g/l (một đương lượng dung dịch bằng nồng độ
mol).
Trong một số trường hợp (khi xác định thành phần hơi trên dung dịch, sự
giảm điểm băng và tăng điểm sôi của dung dịch) người ta dùng số mol chứa 100
g dung môi (nồng độ mol) làm thước đo nồng độ.
Ví dụ 3: 1 M NaCl = 58,5 g/l (phân tử gam/lít).
Khi nghiên cứu tính chất của dung dịch, tiện lợi hơn đối với việc phát
hiện các quy luật trong các tính chất của chúng, người ta không đối chiếu trọng
lượng hay thể tích của các thành phần mà so sánh số lượng mol, đặc biệt so sánh
phần nhỏ của mol.
N n
3
PO
4
- Nồng độ %: dd 10% = 10 g H
3
PO
4
/ 100ml H
2
O = 100 g/1000 l
- Nồng độ M: 1 phân tử gam / lít = M H
3
PO
4
/l
- Nồng độ N:
3
POH N 1M1
POH N 1
43
43
=
/l.
2. Các tính chất của dung dịch pha loãng:
Các dung dịch pha loãng trong đó phân tử chất tan cách biệt nhau bởi số
lượng các phân tử dung môi và do đó các tính chất đặc trưng vê mối tương tác
giữa chúng không còn thể hiện rõ rệt.
Hai yếu tố ảnh hưởng rõ nhất đến tính chất của dung dịch loãng là: bản
chất và nồng độ của dung môi và của chất tan. Từ đó, dung dịch có các tính chất
đặc trưng sau:
Sự khuếch tán một chiều của dung môi vào dung dịch được gọi là sự
thẩm thấu còn lực gây ra bởi sự thẩm thấu gọi là áp suất thẩm thấu.
Áp suất thẩm thấu sinh ra là do sự có mặt các chất hòa tan trong dung
dịch. Áp suất này có tác dụng làm dung môi chuyển động về phía dung dịch và
có độ lớn bằng áp suất thủy tĩnh cần thiết làm ngừng sự thẩm thấu khi đặt dung
dịch ngăn cách với dung môi bằng một bàn bán thấm.
Sự khuếch tán một chiều là hiện tượng nếu có một màng chắn bán thấm
chia dung dịch và dung môi thành hai phần và chỉ cho phép các phân tử dung
môi tự do đi qua, giữ lại các phân tử chất tan.
Sự khuếch tán kiểu đó là do số lượng các phân tử dung môi trong đơn vị
thể tích nhiều hơn so với cùng thể tích của dung dịch vì trong dung dịch các
phân tử chất tan chiếm một phần thể tích. Kết quả của sự vận động các phân tử:
sự chuyển dịch của các phân tử dung môi từ dung môi qua màng vào dung dịch
chiếm ưu thế hơn so với sự chuyển dịch của chúng theo hướng ngược lại.
Ví dụ: nếu ta cho nước vào dung dịch đậm đặc chất nào đó, ví dụ như
dung dịch KMnO
4
, sau một thời gian, các cấu tử KMnO
4
xâm nhập vào lớp nước
và phân bố đều trong toàn bộ dung tích của chất lỏng, đồng thời các phân tử
nước cũng xâm nhập vào các lớp KMnO
4.
Quá trình đó tiếp tục cho tới khi xác
lập sự cân bằng nồng độ dung dịch.
GVHD: GS. TSKH. Nguyễn Như Khanh HVTH: Nguyễn Văn Nam
8
Tiểu luận Cơ sở lý hóa trong Sinh học Phân biệt dung dịch với hỗn hợp giản
đơn...
Sự khuếch tán tự phát như vậy là hệ quả của sự vận động nhiệt của các phân
6
] = Cu
2
[Fe(CN)
6
] + 2 K
2
SO
4
Áp suất thẩm thấu chỉ xuất hiện trên ranh giới giữa dung dịch và dung
môi (hay dung dịch có nồng độ khác), nếu ranh giới như vậy được hình thành
bởi màng bán thấm. Dung dịch chứa trong cốc bình thường không ép lên vách
cốc áp suất nào khác ngoài áp suất thủy tĩnh bình thường. Vì vậy cần xem áp
suất thẩm thấu không phải như là tính chất của chất tan hay của dung môi
hay của bản thân dung dịch mà như là tính chất của hệ gồn dung môi, dung
dịch với màng ngăn bán thấm giữa chúng.
GVHD: GS. TSKH. Nguyễn Như Khanh HVTH: Nguyễn Văn Nam
9