3/1 :20235
2.2.35. ОСМОЛЯЛЬНОСТЬ
ОБЩИЙ ПРИНЦИП
Осмоляльность – показатель, позволяющий оценить суммарный вклад различных растворенных
веществ в осмотическое давление раствора. Осмоляльность зависит от молярной концентрации
растворенного(ых) вещества(в) в растворе, от их диссоциации и от отклонения раствора от
идеального поведения (закон Рауля).
Единицей осмоляльности является осмоль на килограмм (осмоль/кг), но на практике обычно чаще
используется единица миллиосмоль на килограмм (мосмоль/кг).
Осмоляльность (ξ
m
) раствора, содержащего растворенных веществ (i), определяют по формуле:
ξ
m
= Σν
i
m
i
ɸ
m,i
где:
ν
i
−
суммарное число ионов, образующихся из одной молекулы растворенного
вещества (i) в результате диссоциации; если растворенное вещество не
диссоциирует на ионы, ν
i
= 1;
т
i
−
моляльность растворенного вещества (i) в растворе, в молях на килограмм
растворителя;
ɸ
m
,
i
−
моляльный осмотический коэффициент, учитывающий взаимодействие
между ионами противоположного знака в растворе.
Моляльный осмотический коэффициент является мерой отклонения раствора от идеального
режима. Для идеального раствора осмоляльность равна моляльности (ɸ = 1).
В случае реального неидеального раствора на моляльный осмотический коэффициент
влияют взаимодействия, происходящие между компонентами (т.е. молекулами, ионами,
растворителем) раствора. По мере усложнения состава раствора усложняется определение
величины значения ɸ.
По данной причине измерение коллигативного свойства раствора, такого как снижение
температуры замерзания, используется в качестве практического определения
осмоляльности путем получения общей оценки вклада различных растворенных веществ,
присутствующих в растворе.
ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ
Осмоляльность определяют по понижению температуры замерзания (T
f
) раствора при
отсутствии других указаний в частной монографии. Зависимость между осмоляльностью и
понижением температуры замерзания определяют по формуле:
T
f
=k
f
ξ
m
где:
k
f
− моляльная криоскопическая постоянная, зависящая от растворителя. Для воды
значение k
f
составляет 1.86 К/осмоль (т.е. добавление 1 моля недиссоциирующего
растворенного вещества к 1 кг воды приводит к снижению температуры замерзания
на 1.86 К).
ПРИБОР
Осмометр для измерения понижения температуры замерзания состоит из:
– подходящего контейнера для образцов;
– приспособления для охлаждения образца с измерительной ячейкой;
– резистора, чувствительного к температуре сопротивления (термистора) с
соответствующим устройством для измерения тока или разности потенциалов, которое
может указывать на понижение температуры или напрямую выдает значения
осмоляльности;
– приспособление для перемешивания образца и/или индукции затвердевания
при переохлаждении.
МЕТОДИКА
КАЛИБРОВКА
Готовят стандартные растворы в соответствии с таблицей 2.2.35.-1, при необходимости,
используют высушенный натрия хлорид Р. Для калибровки осмометров можно
использовать имеющиеся в продаже сертифицированные растворы с осмоляльностями,
равными или близкими значениями, указанными в таблице 2.2.35.-1. Проводят калибровку
прибора в соответствии с инструкцией производителя. Устанавливают нулевое значение на
шкале прибора, используя воду Р. Для калибровки используют не менее двух стандартных
растворов, указанных в таблице 2.2.35.-1, один из них, по крайней мере, должен быть с
известной осмоляльностью (таблица 2.2.35.-1). Выбирают стандартный раствор
предпочтительно с осмоляльностью ± 50 мосмоль/кг от ожидаемого значения для
испытуемого раствора или близко к центру ожидаемого диапазона осмоляльности
испытуемых растворов. Рекомендуется, чтобы показания осмоляльности находились в
пределах ± 4 мосмоль/кг от осмоляльности выбранного раствора сравнения.
Таблица 2.2.35.-1. – Стандартные растворы для калибровки осмометра
Масса натрия хлорида Р, в
граммах на килограмм (г/кг)
воды Р
Осмоляльность, ξ
m
(мосмоль/кг)
Понижение температуры
замерзания, ΔT
f
(К)
3.087
100
0.186
6.250
200
0.372
9.463
300
0.558
12.684
400
0.744
15.916
500
0.930
19.147
600
1.116
22.380
700
1.302
МЕТОДИКА
Перед каждым измерением контейнер для образцов промывают испытуемым раствором.
Измерительное устройство, вызывающее замерзание раствора программируют на работу
при определенной температуре ниже ожидаемой точки замерзания испытуемого раствора.
Помещают соответствующий объем испытуемого раствора в приспособление для
охлаждения образца с измерительной ячейкой в соответствии с инструкцией производителя
и начинают охлаждение системы.
Подходящее устройство указывает на достижение равновесия. Испытание выполняют в
условиях (температура и объем охлаждения), используемых для калибровки оборудования.
В зависимости от типа оборудования осмоляльность может быть считана напрямую по
шкале прибора или рассчитана по измеренному понижению температуры замерзания.
Результаты испытаний считают не достоверными, если полученное значение
осмоляльности испытуемого раствора выходит за пределы значений осмоляльности
стандартных растворов, использованных для калибровки.
