Osmometer

EinOsmometer ist eine Vorrichtung bzw. Messgerät zur Bestimmung desosmotischen Werts oderosmotischen Drucks einerLösung.
Messverfahren
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Direkte und indirekte Messverfahren
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Der osmotische Wert (dieOsmolarität oderOsmolalität) einer Lösung hängt nach demvan-’t-Hoff’schen Gesetz neben derTemperatur im Wesentlichen von der Anzahl der darin gelösten Teilchen ab (kolligative Eigenschaft). Unterschiede im osmotischen Wert machen sich alsDruckdifferenz zwischen zwei Lösungen bemerkbar, die über einesemipermeable Membran miteinander in Verbindung stehen. Diese Differenz kann alsosmotischer Druck unmittelbar gemessen werden. Osmometer, die nach diesem Prinzip arbeiten werden alsMembranosmometer bezeichnet, bekannte Beispiele sind diePfeffersche Zelle und dasStoye-Osmometer. Dabei wird meist reinesWasser als Referenz eingesetzt.
Als kolligative Eigenschaft beeinflusst der osmotische Wert denGefrier- undSiedepunkt einer Lösung, so dass über die Bestimmung derGefrierpunktserniedrigung oderDampfdruckerniedrigung eine indirekte Messung möglich ist. Bei den indirekten Verfahren wird für die Messung keine Vergleichslösung benötigt, meist ist jedoch eineKalibrierung des Messgeräts mit Hilfe von Standardlösungen erforderlich, die eine fest eingestellte und bekannte Osmolarität aufweisen.
Statische und dynamische Messverfahren
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Bei Pfefferscher Zelle und Stoye-Osmometer kann nach dem Befüllen die Messung erst ausgewertet werden, wenn keine Druckänderung mehr auftritt und sich das thermodynamische Gleichgewicht eingestellt hat. Bis zum Erreichen des Gleichgewichts können mehrere Stunden vergehen. Diese Art der Messung wird alsstatisch bezeichnet. Schnellere Messungen sind möglich, wenn an die Messkammer ein äußerer Druck angelegt wird, der den osmotischen Fluss gerade unterbricht. In diesem Fall entspricht der von außen angelegte Druck exakt dem osmotischen Druck; die Messung erfolgtdynamisch innerhalb weniger Sekunden oder Minuten.
Osmometrie
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Bei bekannter Konzentration kann aus dem osmotischen Wert einer Lösung diemolare Masse einer Substanz ermittelt werden (sieheOsmometrie). Bei Messung der Gefrierpunktserniedrigung wird dieses Verfahren alsKryoskopie bezeichnet.
Geschichtlicher Hintergrund
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Ein erstes Osmometer wurde 1828 von dem französischenBotanikerHenri Dutrochet in seinem WerkNouvelles Recherches sur l’Endosmose et l’Exosmose beschrieben. Als Membran verwendete er eineTierblase, deren Eigenschaften keineswegs der einer idealen semipermeablen Membran entsprach.[1] Nach der Beschreibungkolloidaler Niederschlagsmembranen durchMoritz Traube gelang esWilhelm Pfeffer diese Membranen in den Poren von Tonzellen einzulagern (Pfeffersche Zelle), was Messungen bei relativ hohen Drücken ermöglichte.[2] Die Herstellung der Pfefferschen Zelle war mit großem zeitlichem Aufwand verbunden und stellte hohe Anforderungen an die Qualität der verwendeten Tonzellen. Weiterentwickelt wurde das Membranosmometer vonHarmon Northrop Morse, dem es insbesondere gelang, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen und das Verhalten bei hohen Drücken zu verbessern.[3] Der Handelsname von verschiedenen Osmometern der Berliner Firma Gonotec warOsmomat.[4]
Literatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- Béla G. Lipták (Hrsg.):Analytical Instrumentation. Chilton Book Company, Radnor PA 1994,ISBN 0-8019-8397-5.
Einzelnachweise
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- ↑Henri Dutrochet:Nouvelles recherches sur l’endosmose et l’exosmose: suivies de l’application expérimentale de ces actions physiques à la solution du problême de l’irritabilité végétale et à la détermination de la cause de l’ascension des tiges et de la descente des racines. J.-B. Baillière, Paris 1828 (Volltext in der Google-Buchsuche).
- ↑Wilhelm Pfeffer.Osmotische Untersuchungen. Wilh. Engelmann, Leipzig 1921. (2., unveränderte Aufl. des Erstdrucks von 1877).
- ↑Harmon Northrop Morse:The Osmotic Pressure of Aqueous Solutions: Report on Investigations Made in the Chemical Laboratory of the Johns Hopkins University During the Years 1899-1913. Carnegie institution of Washington, 1914 (archive.org).
- ↑Gonotec Osmometer. In:Anästhesie Intensivtherapie Notfallmedizin. Band 20, Nr. 2, April 1985, S. XIII.