El nivel de presión osmótica depende de factores. En 1877, el botánico alemán Pfeffer descubrió dos reglas basándose en sus datos experimentales:
1. Cuando la temperatura es constante, se diluye la presión osmótica. La presión de una solución es directamente proporcional a la concentración de la solución.
2. Cuando la concentración es constante, la presión osmótica de una solución diluida es proporcional a la temperatura termodinámica.
En 1886, el químico teórico holandés van'tHoff derivó teóricamente la relación entre la presión osmótica de soluciones diluidas de no electrolitos no volátiles, la concentración de la solución y la temperatura termodinámica como:
La fórmula anterior se llama fórmula de Fantoff, también llamada fórmula de presión osmótica.
C es la concentración molar, unidad: mol/L, que también se puede calcular como C=n/V (cantidad de sustancia (mol)/volumen (L)).
R es la constante de los gases ideales Cuando la unidad de π es Pa y la unidad de V es el litro (L), el valor de R es 8,314J·K-1·mol-1.
T es calor, unidad: K (Kelvin), y la relación de conversión con grados Celsius es T (K) = 273 + T (C), por ejemplo: 25 grados Celsius = 298 Kelvin.
La fórmula de Fantoff establece que a una determinada temperatura, la presión osmótica de una solución es proporcional al número de partículas de soluto (número de moléculas o iones) contenidas en la unidad de volumen de solución que no pueden pasar a través del medio semipermeable. membrana, y no tiene nada que ver con la naturaleza del soluto.
Información ampliada:
Efecto hidrofóbico de la presión osmótica:
El efecto de vaciado es un efecto hidrofóbico (la fuerza hidrofóbica es esencialmente un efecto mixto de entropía y libre energía) Idealmente, la presión osmótica es la que da a las macromoléculas esta fuerza de evacuación. La presión osmótica puede verse como el cambio de energía libre por unidad de volumen.
El efecto de evacuación es que las partículas pequeñas pueden juntar partículas grandes para maximizar la entropía de las propias partículas pequeñas. Si las dos superficies coinciden con precisión, la energía libre correspondiente por unidad de área de contacto se reduce a ΔF /A. =ckBT×2R, R es el radio de la partícula pequeña (c aquí no es la concentración sino la densidad numérica de las moléculas).
Las partículas pequeñas pueden ayudar eficazmente a las macromoléculas a encontrar sitios de reconocimiento específicos entre sí. En experimentos biológicos, la albúmina sérica (BSA) y el polietilenglicol (PEG) se utilizan comúnmente como partículas pequeñas.
Por ejemplo, pueden ayudar a que la desoxihemoglobina y otras proteínas grandes se unan, reduciendo la solubilidad 10 veces; el dextrano o el PEG pueden estabilizar el complejo contra la descomposición térmica y pueden aumentar la solubilidad del ADN y la BSA; también puede aumentar la tasa de autoensamblaje de los filamentos de proteínas motoras o la actividad de diferentes enzimas en varios órdenes de magnitud; no puede funcionar en el sistema de replicación del ADN de E. coli sin agregar reactivos de bloqueo;
La elección del reactivo de bloqueo no es importante, la clave es su tamaño relativo y la densidad numérica de las moléculas ensambladas. Se trata de un conjunto ordenado impulsado simultáneamente durante un estado desordenado. Este orden se produce a expensas de partículas más pequeñas y un mayor desorden.
Enciclopedia Baidu - Presión osmótica