Sådan beregnes opløst potentiale

Osmose er en vital proces for levende organismer. Det er fænomenet, hvor vand vandrer over en semi-permeabel barriere fra den side med mindst koncentration af opløste stoffer til den side med mest koncentration. Kraften, der driver denne proces, er osmotisk tryk, og det afhænger af koncentrationen af ​​opløst stof på begge sider af barrieren. Jo større forskel, desto stærkere er det osmotiske tryk. Denne forskel kaldes opløst potentiale, og det afhænger af temperaturen og antallet af partikler af opløst stof, som du kan beregne ud fra molkoncentrationen og en mængde kaldet ionisering konstant.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Opløselighedspotentialet (ψs) er produktet af den opløste opløsnings ioniseringskonstant (i), dens molære koncentration (C), temperaturen i Kelvins (T) og en konstant kaldet trykkonstanten (R). I matematisk form:

ψs = iCRT

Når et opløst stof opløses i vand, bryder det ind i dets komponentioner, men det gør det muligvis ikke helt afhængigt af dets sammensætning. Ioniseringskonstanten, også kaldet dissociationskonstanten, er summen af ​​ioner til forenede opløste molekyler. Med andre ord er det antallet af partikler, det opløste stof vil skabe i vand. Salte, der opløses fuldstændigt, har en ioniseringskonstant på 2. Molekyler, der forbliver intakte i vand, såsom saccharose og glucose, har en ioniseringskonstant på 1.

Du bestemmer koncentrationen af ​​partikler ved at beregne molær koncentration eller molaritet. Du når frem til denne mængde, der udtrykkes i mol pr. Liter, ved at beregne antallet af mol opløst stof og dividere med opløsningens volumen.

For at finde antallet af mol opløst stof, divider opløsningsvægten med molekylvægten af ​​forbindelsen. For eksempel har natriumchlorid en molekylvægt på 58 g / mol, så hvis du har en prøve, der vejer 125 g, har du 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 mol. Del nu antallet af mol opløst stof med volumenet af opløsning for at finde den molære koncentration. Hvis du opløser 2,16 mol natriumchlorid i 2 liter vand, har du en molær koncentration på 2,16 mol ÷ 2 liter = 1,08 mol pr. Liter. Du kan også udtrykke dette som 1,08 M, hvor "M" står for "molar".

Når du først kender ioniseringspotentialet (i) og den molære koncentration (C), ved du, hvor mange partikler opløsningen indeholder. Du relaterer dette til osmotisk tryk ved at multiplicere med trykkonstanten (R), som er 0,0831 liter bar / mol. ^oK. Da trykket er afhængigt af temperaturen, skal du også faktorere dette i ligningen med multipliceres med temperaturen i grader Kelvin, som er lig med temperaturen i grader Celsius plus 273. Formlen for opløst potentiale (ψs) er:

ψs = iCRT

Beregn det opløste potentiale for en 0,25 M opløsning af calciumchlorid ved 20 grader Celsius.

Calciumchlorid adskiller sig fuldstændigt i calcium- og klorioner, så dets ioniseringskonstant er 2, og temperaturen i grader Kevin er (20 + 273) = 293 K. Opløsningspotentialet er derfor (2 • 0,25 mol / liter • 0,0831 liter bar / mol K • 293 K)

= 12,17 bar.