Pression osmotique AD
1- définitions et résultats généraux Osmose : flux de solvant dû à une différence de concentration en soluté dans deux compartiments (1) solvant (2) solvant+ soluté b/ Membrane semi perméable : laisse passer le solvant. Souvent membrane de polymères (ex : acétate de cellulose pour dessalement eau de mer) dont les cavités tridimensionnelles sont trop étroites pour les structures « ions solvatés » mais dans lesquelles les molécules d’eau peuvent circuler.
c/ le potentiel chimique dépend de T, P et de la composition c/ le potentiel chimique dépend de T, P et de la composition. Dans le cas général : 𝜇 𝑖 𝑇,𝑃,𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝜇 𝑖 ° 𝑇 +𝑅𝑇 ln 𝑎 𝑖
2- Calcul de la pression osmotique : mise en équation d/ Loi de van’t Hoff : π = CB RT où π est la pression osmotique en Pascal CB est la concentration molaire volumique du soluté en mol.m-3 R est la constante des gaz parfaits (8,314 J.K-1.mol-1) et T est la température en Kelvin
3- Application au laboratoire Le tableau suivant indique les hauteurs de solution ( = 0,980 kg.L-1) dans l’osmomètre en fonction de la concentration massique en polymère C (g.L-1) 1,00 2,00 4,00 7,00 9,00 h (cm) 0,28 0,71 2,01 5,10 8,00 π = CPVC RT = solvant g h Soit : CPVC RT = 𝐶𝑚 𝑀 𝑃𝑉𝐶 =solvant g h On trace C=f(h) et la pente de la droite est égale à p= solvant g 𝑅𝑇 × 𝑀 𝑃𝑉𝐶
4-Applications dans l’industrie Une augmentation de la pression au-delà de la pression osmotique va se traduire par un flux d'eau dirigé en sens inverse du flux osmotique c'est-à-dire de la solution concentrée vers la solution diluée : c'est le phénomène d'osmose inverse.
Fortes pressions (ex : 26 atm à 15°C) Membranes chères Inconvénients : Fortes pressions (ex : 26 atm à 15°C) Membranes chères Obstruction des membranes par précipitation Membrane polymère retenant solides en suspension et bactéries par exclusion mécanique. Appareil d’osmose inverse tels qu’on les trouve dans le commerce
5-Application dans le monde du vivant Sérum physiologique : solution isotonique Solution très concentrée : solution hypertonique Solution très diluée : solution hypotonique