Osmoos on elusorganismide jaoks eluliselt tähtis protsess. See on nähtus, kus vesi rändab läbi poolläbilaskva barjääri küljelt, kus lahustunud ainete kontsentratsioon on kõige väiksem, kõige suurema kontsentratsiooniga küljelt. Selle protsessi ajendiks on osmootne rõhk ja see sõltub soluudi kontsentratsioonist tõkke mõlemal küljel. Mida suurem on erinevus, seda tugevam on osmootne rõhk. Seda erinevust nimetatakse soluutpotentsiaaliks ja see sõltub temperatuurist ja osakeste arvust lahustunud aine, mille saate arvutada molaarse kontsentratsiooni ja koguse järgi, mida nimetatakse ionisatsiooniks pidev.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Soluutpotentsiaal (ψs) on soluudi ionisatsioonikonstandi (i), selle molaarse kontsentratsiooni (C), temperatuuri kelvinites (T) ja rõhukonstandiks (R) saadu korrutis. Matemaatilises vormis:
ψs = iCRT
Ionisatsioonikonstant
Kui lahustunud aine lahustub vees, laguneb see selle ioonideks, kuid sõltuvalt koostisest ei pruugi see seda täielikult toimida. Ionisatsioonikonstant, mida nimetatakse ka dissotsieerimiskonstandiks, on ioonide summa liidetud lahustunud molekulide molekulides. Teisisõnu, see on osakeste arv, mille lahustunud aine vees tekitab. Täielikult lahustuvate soolade ionisatsioonikonstant on 2. Vees puutumatute molekulide, nagu sahharoos ja glükoos, ionisatsioonikonstant on 1.
Molaarne kontsentratsioon
Osakeste kontsentratsiooni määrate molaarse kontsentratsiooni või molaarsuse arvutamise teel. Selle koguse, mida väljendatakse moolides liitri kohta, saavutamiseks arvutatakse lahustunud aine moolide arv ja jagatakse lahuse mahuga.
Soluudi moolide arvu leidmiseks jagage soluudi mass ühendi molekulmassiga. Näiteks naatriumkloriidi molekulmass on 58 g / mol, nii et kui teil on proov kaaluga 125 g, on teil 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 mooli. Nüüd jagage molaarse kontsentratsiooni leidmiseks lahustunud aine moolide arv lahuse mahuga. Kui lahustate 2,16 mooli naatriumkloriidi 2 liitris vees, on molaarne kontsentratsioon 2,16 mooli ÷ 2 liitrit = 1,08 mooli liitri kohta. Võite seda väljendada ka kui 1,08 M, kus "M" tähistab "molaarne".
Soluudi potentsiaali valem
Kui teate ionisatsioonipotentsiaali (i) ja molaarset kontsentratsiooni (C), teate, kui palju osakesi lahus sisaldab. Selle seostate osmootse rõhuga, korrutades rõhukonstandiga (R), mis on 0,0831 liitrit baari / mool oK. Kuna rõhk sõltub temperatuurist, peate selle ka võrrandisse arvestama korrutades temperatuuriga Kelvini kraadides, mis võrdub temperatuuriga Celsiuse kraadides pluss 273. Soluutpotentsiaali (ψs) valem on:
ψs = iCRT
Näide
Arvutage kaltsiumkloriidi 0,25 M lahuse lahustunud aine temperatuur 20 kraadi juures.
Kaltsiumkloriid dissotsieerub täielikult kaltsiumi- ja klooriioonideks, seega on selle ionisatsioonikonstant 2 ja temperatuur Kevini kraadides (20 + 273) = 293 K. Lahustunud aine potentsiaal on seega (2 • 0,25 mooli / liitris • 0,0831 liitrit baari / mooli K • 293 K)
= 12,17 baari.