Осмос

Осмос, диффузия (смотрите) через перегородку в жидкостях или газах. Явления О. открыты Нолле (1748 г.). О. обусловливается разностью концентраций (c^C₁) диффундирующего вещества по обе стороны мембраны. Перегородка(мембрана) м. б.: а) проницаемой как для растворенного вещества, так и для растворителя (в различной степени) или б) проницаемой только для растворителя и вовсе непроницаемой для молекул растворенного вещества. В особенности важен случай «б», т. наз. полупроницаемой мембраны, т. к. он дает средства прямого измерения осмотического давления (смотрите). Обычно осмотич. перегородки являются полутвердыми коллоидными осадками—г елями (смотрите Коллоиды) с капиллярной (микропористой) структурой. Такие осадочные мембраны были впервые изготовлены М. Траубе (для измерения осмотич. давления) из осадка железистосинеродистой меди, выделенного в порах глиняного цилиндра, содержащего раствор и помещенного в сосуд с чистым растворителем. Для получения таких полупроницаемых перегородок глиняную стенку пропитывают сначала раствором железисто-синероднетого калия K₄Fe(CN)_e, а затем— раствором медного купороса CuS0₄. В случае пористого цилиндра один раствор м. б. налит внутрь, а другой помещен снаружи. Проникая в поры с обеих сторон, ионы Си

Э. т. XV.

и Fe(CN), образуют в них коллоидную мембрану Cu₂Fe(CN)_e. Мембраны Траубе непроницаемы для многих органич. растворенных веществ (сахар) и для нек-рых электролитов-солей. Такими же свойствами обладают мембраны из Ni₂Fe(CN), фосфата кальция, берлинской лазури и др.Макноскопич. аналогом явлений О. через полупроницаемые перегородки в области грубодисперсных систем и коллоидных растворов является фильтрование (смотрите) и ультрафильтрование. При фильтровании поры фильтра непроницаемы для взвешенных в жидкости (или в газе) частиц порошка, капелек эмульсии или коллоидных частиц. В случае ультрафильтрования Бехгольд и Гатчек указали на связь между размером капиллярн. пор перегородки фильтра, радиусом продавливаемых сквозь эти поры деформируемых капелек масла (при ультрафильтровании эмульсий масла в воде), их поверхностным натяжением и давлением, под которым происходит «продавливание». Это .может иметь значение для механич. модели проницаемости осмотич. мембран, хотя проницаемость последних отнюдь но является чисто фильтрационной, а обусловливается совокупностью явлений растворения (набухания), сольватацией (смотрите), адсорбцией (смотрите). Полупроницаемая коллоидная мембрана поглощает (растворяет) чистый растворитель, выделяя затем его на стороне раствора до тех пор, пока возрастающее гидростатич. давление, противодействующее осмотическому давлению, не воспрепятствует этому. Вполне аналогично действуют металлич. полупроницаемые мембраны при О. в газах (смотрите Окклюзия). Палладиевая пластинка при t° ок. 300° окклюдирует водород и потому проницаема для него и непроницаема для других газов (воздуха). Каучуковая мембрана, непроницаемая для воздуха, проницаема для паров эфира, в к-рьгх она набухает. Мембраны из коллодия, животного пузыря, белковых веществ и др., проницаемые для растворенных молекул и ионов электролитов, непроницаемы для коллоидных частиц, на чем основан метод Грема очистки коллоидов диализом (смотрите). О. обусловлены явления, происходящие у поверхности соприкосновения растворов двух веществ, реагирующих с образованием осадочной полупроницаемой мембраны. Так например, если в слабый раствор CuS0₄ поместить каплю концентр, раствора K₄Fe(CN), (или кристаллик этой соли), то она окутывается пленкой Cu₂Fe(CN)_e, внутрь которой будет проникать вода из окружающего раствора (эндосмос). Пленка при этом лопается и вновь образуется, как бы разрастаясь. Подобные «древовидные» образования получаются при помещении кристаллика какой-либо соли тяжелых металлов в вязкий 10%-ный раствор растворимого стекла (K₂Si0₃), т. к. силикаты тяжелых металлов тоже дают полупроницаемые пленки. Если в конц. раствор CuS0₄ капать слабый раствор K₄Fe(CN),TO вода из капли проникает наружу (э к с о с м о с), капля сжимается, а кругом нее появляются струйки более слабого раствора, поднимающиеся наверх. При равенстве осмотических давлений обоих растворов (так называемым и з о т о н и и) О. но происходит и капля не изменяется в объёме.

Явления О. и проблема проницаемости имеет огромное значение в физиологии и биологии при исследовании вопроса о проникании веществ через пограничный слой клетвчной протоплазмы, внутренняя оболочка которой обладает в нек-рых случаях полупроницаемыми свойствами. Осмотич. давление клеточного сока, т. наз. тургор, м. б. очень велико; оно и обусловливает нормальный размер клетки. При эксосмосе тургор уменьшается, и клетка сокращается в объёме (плазмолиз). Аналогичные явления наблюдаются при помещении кровяных шариков в растворах солей (Гамбургер). Поэтому наблюдением над физиологическими объектами (клетками, кровяными шариками), помещаемыми в растворы солей, пользуются для определения изотонии.

Лит.: Хвольсон О., Курс физики, т. 1, Берлин, 1923; Nollet, Recherches sur les causes du bouillonnement des liquides, P., 1748; Dutrochet R., «Ann. de chimie et physique», P., 1827, t. 35, p. 393; 1828, t. 37, p. 191; 1832, t. 51, p. 159; Graham Th. «Phil. Trans, of the Roy. Soc. of London», London, 1854, v. 144, p. 177; T r a u b e M„ «Ztrbl. f. d. mediz. Wiss.», Berlin, 1864, 39-, «Arch. f. Anat., Physiologie u. wissenschaftl. Mediz.», Lpz. — B., 1867, p. 129; II fiber R., Physikal. Chemie der Zelle u. Gewebe, Lpz., 1922; см. Осмотическое Оавление. П. Ребиндер.