Изотонические растворы – это особая группа растворов, которые характеризуются осмотическим давлением. Оно имеет такое значение, которым характеризуются жидкости в организме, как то: плазма крови, слезы, лимфа и так далее. Все эти жидкости имеют постоянноем давление в области 7,4 атм. При этом, если в организм будет введена инъекция, то осмотическое давление жидкостей будет нарушено, так как будет нарушено аналогичное равновесие.
Для того чтобы приготовить такой раствор, необходимо произвести некоторые расчеты. Самым известным способом их проведения является не что иное, как изотонический коэффициент Вант Гоффа. С его помощью можно рассчитать изотоническую концентрацию раствора разбавленного вещества, которое не является электролитом. Осмотическое давление, количество раствора, а также его температура находятся в определенной зависимости, которая выражается уравнением Клайперона. Его используют в отношении разбавленных растворов, так как согласно закону Вант Гоффа, вещества, растворенные в жидкости, будут вести себя так же, как и газы, а потому по отношению к ним применимы все так называемые газовые законы.
Изотонический коэффициент – это не что иное, как параметр, который будет характеризовать поведение вещества в каком-либо растворе. Если говорить о численном эквиваленте, то изотонический коэффициент равен отношению численного значения коллигативного свойства, которым обладает раствор, к такому же свойству неэлектролита, причем той же концентрации, при этом все прочие параметры остаются неизменными.
Физический смысл изотонического коэффициента становится понятным, исходя из определения каждого коллигативного параметра. Все они находятся в зависимости от концентрации вещества в растворе частиц. Неэлектролиты не будут вступать в реакции диссоциации, поэтому каждая отдельная молекула такого вещества будет представлять собой одну частицу. Электролиты же в процессе сольвации будут либо полностью, либо частично распадаться на ионы, при этом образуя несколько частиц. Получается, что и коллигативные свойства раствора будут зависеть от количества содержащихся в нем частиц разных типов, то есть ионов. Таким образом, изотонический коэффициент будет представлять собой смесь разных растворов каждого типа частиц. Если рассмотреть раствор хлорной извести, то можно увидеть, что он состоит из трех видов частиц: катионы кальция, гипохлорит, а также хлорид – анионы. Изотонический коэффициент будет показывать, что в растворе электролита имеется больше частиц, нежели в растворе неэлектролита. Коэффициент будет напрямую зависеть от того, может ли вещество распадаться на ионы – это не что иное, как свойство диссоциации.
Так как сильные электролиты полностью подвергаются процессам диссоциации, то вполне оправданно ожидать, что изотонический коэффициент в данном случае будет равен количеству ионов, содержащихся в молекуле. Однако в реальности значение коэффициента будет всегда меньше, чем значение, расчитанное по формуле. Данная позиция обоснована еще в 1923 году Дебаем и Хюккелем. Они сформулировали теорию сильных электролитов: ионы не будут с препятствиями передвигаться, так как будет образовываться оболочка сольвации. Более того, они еще будут и взаимодействовать друг с другом, что приведет, в конце концов, к образованию такой их группы, которая будет передвигаться в одном направлении по раствору. Это и есть так называемые ионные ассоциации, а также ионные пары. Все процессы в растворе будут происходить таким образом, как будто в нем содержится мало частиц.
Взаимодействие ионов начнет ослабевать по мере того, как будет повышаться температура, а также уменьшаться их концентрация. Все объясняется тем, что в таком случае уменьшится и вероятность встречи разных частиц в растворе.
