كيفية حساب الجهد المذاب

التناضح هو عملية حيوية للكائنات الحية. إنها الظاهرة التي يهاجر بها الماء عبر حاجز شبه منفذ من الجانب الذي يحتوي على أقل تركيز من المواد المذابة إلى الجانب الأكثر تركيزًا. القوة الدافعة لهذه العملية هي الضغط الاسموزي ، وتعتمد على تركيز المذاب على جانبي الحاجز. كلما كان الفرق أكبر ، كلما كان الضغط الأسموزي أقوى. هذا الاختلاف يسمى جهد المذاب ، ويعتمد على درجة الحرارة وعدد جسيمات المذاب ، والذي يمكنك حسابه من التركيز المولي وكمية تسمى التأين ثابت.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

جهد المذاب (ψs) هو نتاج ثابت التأين (i) للمذاب ، وتركيزه المولي (C) ، ودرجة الحرارة في Kelvins (T) وثابت يسمى ثابت الضغط (R). في الشكل الرياضي:

ψs = iCRT

عندما يذوب المذاب في الماء ، فإنه يتكسر إلى أيونات مكوناته ، لكنه قد لا يفعل ذلك تمامًا ، اعتمادًا على تركيبته. ثابت التأين ، ويسمى أيضًا ثابت التفكك ، هو مجموع الأيونات للجزيئات المذابة الموحدة. بمعنى آخر ، هو عدد الجزيئات التي سيصنعها المذاب في الماء. الأملاح التي تذوب تمامًا لها ثابت التأين 2. الجزيئات التي تظل سليمة في الماء ، مثل السكروز والجلوكوز ، لها ثابت التأين 1.

يمكنك تحديد تركيز الجسيمات عن طريق حساب التركيز المولي ، أو المولارية. تصل إلى هذه الكمية ، والتي يتم التعبير عنها في مولات لكل لتر ، عن طريق حساب عدد مولات المذاب والقسمة على حجم المحلول.

لإيجاد عدد مولات المذاب ، اقسم وزن المذاب على الوزن الجزيئي للمركب. على سبيل المثال ، كلوريد الصوديوم له وزن جزيئي 58 جم / مول ، لذلك إذا كان لديك عينة تزن 125 جم ، لديك 125 جم g 58 جم / مول = 2.16 مول. الآن اقسم عدد مولات المذاب على حجم المحلول لإيجاد التركيز المولي. إذا قمت بإذابة 2.16 مول من كلوريد الصوديوم في 2 لتر من الماء ، فسيكون لديك تركيز مولاري يبلغ 2.16 مول 2 لتر = 1.08 مول لكل لتر. يمكنك أيضًا التعبير عن هذا كـ 1.08 M ، حيث يرمز الحرف "M" إلى "الضرس".

بمجرد أن تعرف إمكانات التأين (i) والتركيز المولي (C) ، ستعرف عدد الجسيمات التي يحتوي عليها المحلول. يمكنك ربط هذا بالضغط الاسموزي بضربه في ثابت الضغط (R) ، وهو 0.0831 لتر بار / مول ^اك. نظرًا لأن الضغط يعتمد على درجة الحرارة ، يجب عليك أيضًا تحليل ذلك في المعادلة بواسطة مضروبة في درجة الحرارة بالدرجات الكلفينية والتي تساوي درجة الحرارة بالدرجات السلزية بالإضافة إلى 273. صيغة جهد المذاب (ψs) هي:

ψs = iCRT

احسب جهد المذاب لمحلول 0.25 M من كلوريد الكالسيوم عند 20 درجة مئوية.

يتفكك كلوريد الكالسيوم تمامًا إلى أيونات الكالسيوم والكلور ، لذا فإن ثابت تأينه هو 2 ، ودرجة الحرارة بالدرجات كيفن هي (20 + 273) = 293 كلفن. وبالتالي فإن جهد المذاب هو (2 • 0.25 مول / لتر • 0.0831 لتر بار / مول K • 293 كلفن)

= 12.17 بار.