Osmomètre de Dutrochet

[Papyprof]

Bonjour,

Dans l'osmomètre de Dutrochet, le tube central contient eau + proteine soluble, le grand récipient contient de l'eau pure. La membrane dialysante est perméable à l'eau et imperméable à la proteine
Le dessous de la membrane est soumis à la pression :
p (dessous) = p (eau) + pair = h u g + p (air) avec h = 5 cm
Questions :
1) Comment s'exprime la pression p (dessus) sur le dessus de la membrane ? La solution occupe une hauteur H = h + H'
2) Ces 2 pressions sont-elles égales ?
3) Comment s'exprime la pression osmotique ?

Merci pour vos éventuelles réponses.

[Rincevent]

Bonjour,

Déplacé en chimie avant que le message ne plonge dans les profondeurs

[moco]

Comment se fait-il qu'un papyprof de 69 ans ne sache pas ces choses ?Ou pas encore ? Comment se fait-il alors qu'il s'y intéresse maintenant qu'il est à la retraite depuis bien quelques années ?

La pression osmotique s'exprime comme celle des gaz dans la loi des gaz parfaits, mais en remplaçant la pression par la pression osmotique, à savoir : πV = nRT, ou : π = cRT, où c désigne la concentration en soluté (ici une protéine), R est la constante des gaz et T la température absolue.
Ceci dit, on aimerait bien comprendre ce que tu nous dis, et cela irait tellement mieux si tu nous disait ce que signifient tes symboles H, H', h, u, g, p(eau) et p(dessous). Et d'où sortent ces 5 cm que rien ne justifie ...

[Papyprof]

Bonsoir,

Merci à Moco pour son intervention.

...
La pression osmotique s'exprime comme celle des gaz dans la loi des gaz parfaits, mais en remplaçant la pression par la pression osmotique, à savoir : πV = nRT, ou : π = cRT, où c désigne la concentration en soluté (ici une protéine), R est la constante des gaz et T la température absolue.
Ceci dit, on aimerait bien comprendre ce que tu nous dis, et cela irait tellement mieux si tu nous disait ce que signifient tes symboles H, H', h, u, g, p(eau) et p(dessous). Et d'où sortent ces 5 cm que rien ne justifie ...

Je connais la pression osmotique π = cRT

Problème posé autrement :
On peut remplacer l'osmomètre par 2 récipients sur une table horizontale séparés par une membrane fixe seulement perméable à l'eau.
Pourquoi, à l'équilibre, la hauteur de liquide est-elle plus importante du coté solution H (solution) > H (eau) ? (on pourrait penser l'inverse puisque la masse volumique de la solution est supérieure à celle de l'eau pure).

Enoncé compris (aide à un étudiant ...) ?

Peut-être pourrez-vous répondre !

[moco]

Dans un osmomètre, la hauteur atteinte par la colonne d'eau sucrée peut atteindre plusieurs mètres. Dans ton récipient, il aura vite débordé, voyons !

[Papyprof]

Précisions :

On peut remplacer l'osmomètre par 2 récipients TRES ELEVES ouverts à l'air libre. Ils sont placés sur une table horizontale et reliés par un tube en bas (niveau de la table). Au milieu du tube se trouve la membrane fixe seulement perméable à l'eau.
Initialement les surfaces libres des 2 liquides (solution à gauche et eau pure à droite) sont au même niveau.
Pourquoi, à L'EQUILIBRE, la hauteur de liquide est-elle plus importante du coté solution :
H (solution) > H (eau) ?
(on pourrait penser l'inverse puisque la masse volumique de la solution est supérieure à celle de l'eau pure).

[moco]

La masse volumique n'a rien à voir avec le phénomène d'osmose. La solution qui s'élève pourrait fort bien avoir une masse volumique plus petite, égale ou plus grande que l'eau. Le niveau s'élève dans un compartiment parce que la solution est plus concentrée que celle de l'autre compartiment : c'est tout !

[Papyprof]

UNE REMARQUE avant de revenir à mon problème
Si on remplaçait la membrane perméable seulement à l'eau et immobile par un piston MOBILE IMPERMEABLE à tout on aurait bien :
H (eau) > H (solution) à l'équilibre.

OK ?

[Papyprof]

Revenons à la membrane FIXE semiperméable :

1) A l’équilibre la pression TOTALE est-elle bien la même des 2 cotés ?
Je pense que oui.

2) Calcul (ne tenons pas compte de l'air qui frappe la surface des 2 liquides).
Du coté droit (eau pure) P1 = H1 (rho) g
Du coté gauche (solution) P2 = H2 (rho’) g + pression osmotique = H2 (rho’) g + c RT
On peut confondre (rho) et (rho’) pour 1 solution diluée.
Si P1 = P2 alors
H1 (rho) g = H2 (rho) g + c RT
Donc :
H1eau pure > H2 solution
Ceci contredit le fonctionnement de l’osmomètre.
Où est l’ERREUR dans mon raisonnement ?

[moco]

La pression osmotique agit en sens inverse de la pression due au poids de l'eau et de l'attraction terrestre. Elle pousse le liquide concentré vers le haut, alors que la gravité le pousse vers le bas.
Moi je mettrais :
H1 rho g = H2 rho g - cRT

[Papyprof]

La pression osmotique existe-t-elle dans une solution unique (1 seul récipient contenant la solution) ?

La pression osmotique est-elle bien due à l'agitation des particules de soluté qui s'exprime par π = c R T [comme pour un gaz on a p V = n R T qui s'écrit p = (n/V) RT = c T] ?
Cette agitation s'exprime-t-elle dans tous les sens avec des chocs contre les parois notament CONTRE la membrane ?
Peut-être que la surface frappée n'est pas la même. Le soluté frappe la surface entière S de la membrane alors que l'eau ne frappe que S' < S car les pores sont perméables à l'eau. Mais, même avec ceci, on a du mal à trouver une hauteur de solution > hauteur de l'eau pure.

Merci pour vos réflexions.
A+ (occupé jusqu'à demain)