Osmose ist ein lebenswichtiger Prozess für lebende Organismen. Es ist das Phänomen, bei dem Wasser durch eine semipermeable Barriere von der Seite mit der geringsten Konzentration an gelösten Stoffen zur Seite mit der höchsten Konzentration wandert. Die Kraft, die diesen Prozess antreibt, ist der osmotische Druck, der von der Konzentration des gelösten Stoffes auf beiden Seiten der Barriere abhängt. Je größer der Unterschied, desto stärker der osmotische Druck. Diese Differenz wird als gelöstes Potential bezeichnet und hängt von der Temperatur und der Anzahl der Teilchen von. ab gelösten Stoff, den Sie aus der molaren Konzentration und einer Menge namens Ionisation berechnen können Konstante.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Das Potential des gelösten Stoffes (ψs) ist das Produkt der Ionisationskonstante (i) des gelösten Stoffes, seiner molaren Konzentration (C), der Temperatur in Kelvin (T) und einer Konstanten, die als Druckkonstante (R) bezeichnet wird. In mathematischer Form:
s = iCRT
Ionisationskonstante
Wenn sich ein gelöster Stoff in Wasser auflöst, zerfällt er in seine Bestandteilsionen, dies kann jedoch je nach Zusammensetzung nicht vollständig geschehen. Die Ionisierungskonstante, auch Dissoziationskonstante genannt, ist die Summe der Ionen zu unionisierten Molekülen des gelösten Stoffes. Mit anderen Worten, es ist die Anzahl der Partikel, die der gelöste Stoff in Wasser bildet. Vollständig auflösende Salze haben eine Ionisationskonstante von 2. Moleküle, die in Wasser intakt bleiben, wie Saccharose und Glucose, haben eine Ionisationskonstante von 1.
Molare Konzentration
Sie bestimmen die Konzentration von Partikeln, indem Sie die molare Konzentration oder Molarität berechnen. Sie erhalten diese Menge, die in Mol pro Liter ausgedrückt wird, indem Sie die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes berechnen und durch das Volumen der Lösung dividieren.
Um die Molzahl des gelösten Stoffes zu ermitteln, dividiere das Gewicht des gelösten Stoffes durch das Molekulargewicht der Verbindung. Natriumchlorid hat beispielsweise ein Molekulargewicht von 58 g/mol. Wenn Sie also eine Probe mit einem Gewicht von 125 g haben, haben Sie 125 g ÷ 58 g/mol = 2,16 Mol. Teilen Sie nun die Molzahl des gelösten Stoffes durch das Volumen der Lösung, um die molare Konzentration zu ermitteln. Löst man 2,16 Mol Natriumchlorid in 2 Liter Wasser, erhält man eine molare Konzentration von 2,16 Mol 2 Liter = 1,08 Mol pro Liter. Sie können dies auch als 1,08 M ausdrücken, wobei "M" für "Molar" steht.
Formel für gelöstes Potential
Sobald Sie das Ionisationspotential (i) und die molare Konzentration (C) kennen, wissen Sie, wie viele Partikel die Lösung enthält. Sie beziehen dies auf den osmotischen Druck, indem Sie mit der Druckkonstante (R) multiplizieren, die 0,0831 Liter bar/mol beträgt ÖK. Da der Druck temperaturabhängig ist, müssen Sie dies auch in die Gleichung einbeziehen um multipliziert mit der Temperatur in Grad Kelvin, die der Temperatur in Grad Celsius entspricht plus 273. Die Formel für das gelöste Potential (ψs) lautet:
s = iCRT
Beispiel
Berechnen Sie das gelöste Potential einer 0,25 M Lösung von Calciumchlorid bei 20 Grad Celsius.
Calciumchlorid dissoziiert vollständig in Calcium- und Chlorionen, daher beträgt seine Ionisierungskonstante 2 und die Temperatur in Grad Kevin beträgt (20 + 273) = 293 K. Das Potential des gelösten Stoffes beträgt daher (2 • 0,25 mol/Liter • 0,0831 Liter bar/mol K • 293 K)
= 12,17 Balken.