Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лебедев С.И. -> "Физиология растений " -> 46

Физиология растений - Лебедев С.И.

Лебедев С.И. Физиология растений — М.: Агропромиздат, 1988. — 544 c.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка): fiziologiyarasteniy1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 239 >> Следующая

В последние годы ботаники, физиологи, физики, химики предложили новую теорию, согласно которой осмотическое давление рассматривается как диффузионное давление частиц растворителя, направленное из чистого растворителя в сторону раствор а, ¦отделенного полупроницаемой перегородкой. Установлено, что если имеется полупроницаемая перегородка, то молекулы растворителя передвигаются интенсивнее из раствора меньшей концентрации в направлении раствора большей концентрации. Неодинаковая интенсивность движения частиц зависит от их различной активности. Активность частиц растворителя (воды), т. е. кииетическая энергия его молекул, зависит от концентрации раствора: чем она ниже, тем выше активность молекул раствора, и наоборот—количество активных молекул растворителя в более концентрированных растворах меньше.
Таким образом, концентрация молекул воды со стороны чистого растворителя составляет 100%, а со стороны раствора она меньше. В этом случае при передвижении молекул воды иа растворителя в сторону раствора давление будет повышаться, и в конце концов установится состояние подвижного равновесия по обе стороны системы. Это произойдет вследствие того, что низкое диффузионное давление в растворе компенсируется гидростатическим давлением.
Ниже приведена схема Движения растворителя (воды) в сосуде с полупроницаемой мембраной (стрелками обозначены молекулы растворителя: длинными более активные, короткими менее активные молекулы):
водный расгвор вещества полупроницаемая tHHtttttttttttttt ttttu
““ ” ' ~НЖЖЖЖЖЖЖН
растворигелЕ..(вода)
Чтобы активность движения молекул растворителя была одинаковой в обеих частях системы (в этом случае верхняя часть системы), надо к раствору приложить определенное давление. Следовательно, давление, которое превышает активность молекул растворителя (воды) и выравнивает скорость их движения в обоих направлениях, называется осмотическим потенциалом, или осмотическим давлением.
Итак, осмотическое давление рассматривается как свойство системы, которая состоит из растворителя и раствора с полупроницаемой перегородкой между ними. Осмотическое давление такой системы — термодинамический "параметр. Это сила диффузионного давления, которая обусловливает переход растворителя через единицу площади полупроницаемой перегородки в раствор, находящийся при том же внешнем давлении, что и растворитель.
Осмотическое давление обусловлено понижением химического потенциала растворителя в присутствии растворенного вещества. В системе происходит выравнивание химического потенциала и переход в состояние с более низким уровнем свободной энергии, что вызывает осмотический (диффузионный) перенос вещества.
На основе такого представления предложено уравнение осмотического давления:
RT\J^-_____?i,
где Р — осмотическое давление, Па; R — коэффициент пропорциональности, равный газовой константе 0,0821; Т — абсолютная температура; Ра — давление насыщенного пари над чистым растворителем; Рt — давление насыщенного пара над раствором данной концентрации; 1и—знак натурального логарифма; tit — объем 1 моля растворителя в данном растворе.
Это уравнение выведено термодинамическим путем с учетом представлений о решающем значении в осмотических процессах активности частиц воды, их молекулярно-кинетической энергии. В растворах молекулы воды по своей природе являются диполями и связаны с частицами растворенного вещества. Следовательно, их активность уменьшается пропорционально концентрации раствора.
Вант-Гофф на основании физиологических исследований Пфеффера в 80-х годах XIX в. с использованием тычинок различных растений семейства Asteraceae вывел некоторые закономерности кинетических свойств растворов. Он применил для высчитанного Пфеффером давления в клетках тычинок в качестве коэффициента пропорциональности газовую константу
R = 8,207 ¦ 10 ~2и получил удовлетворительные результаты. Это было поводом для проведения аналогии между газообразным и жидким состоянием вещества.
Установленные Вант-Гоффом математические законы осмотического давления для очень разбавленных (идеальных) растворов в действительности аналогичны законам давления-газов. К таким растворам (0,1; 0,2; 0,3 моля) можно применить уравнение, предложенное Вант-Гоффом:
где Р — осмотическое давление, Па; С — концентрация раствора, моли на
1 л; R — газовая константа; Т — температура от абсолютного нуля, “С; I — изотопический коэффициент; /=1+«(п—1), где а — степень электролитической диссоциации, п — число нонов, на которое распадается каждая молекула электролита.
Можно использовать формулу
где Л —газовая константа; Т — температура;' v — объем (величина, обрат-
ная концентрации: о= “ ; I — изотонический коэффициент (i = l, когда в
1 л раствора содержится 1 моль какого-либо вещества неэлектролита, в этом случае при 0°С и атмосферном давлении‘760 мм развивается давление 2269 кПа; I атм--1013 гПа).
Растительная клетка представляет собой осмотическую систему, в которой протопласт играет роль полупроницаемой оболочки, а осмотически деятельным раствором является клеточный сок. Если внешний раствор более концентрированный, чем раствор внутри клетки, вода будет выходить из нее. При рассмотрении таких клеток под микроскопом можно наблюдать отставание цитоплазмы от оболочки клетки. Это явление известно под названием плазмолиза.
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 239 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed