Osmosis adalah proses vital bagi organisme hidup. Ini adalah fenomena di mana air bermigrasi melintasi penghalang semi-permeabel dari sisi dengan konsentrasi zat terlarut paling sedikit ke sisi dengan konsentrasi paling banyak. Gaya yang mendorong proses ini adalah tekanan osmotik, dan itu tergantung pada konsentrasi zat terlarut di kedua sisi penghalang. Semakin besar perbedaannya, semakin kuat tekanan osmotiknya. Perbedaan ini disebut potensial zat terlarut, dan itu tergantung pada suhu dan jumlah partikel zat terlarut, yang dapat Anda hitung dari konsentrasi molar dan kuantitas yang disebut ionisasi konstan.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Potensial zat terlarut (ψs) adalah produk dari konstanta ionisasi (i) zat terlarut, konsentrasi molarnya (C), suhu dalam Kelvin (T) dan konstanta yang disebut konstanta tekanan (R). Dalam bentuk matematika:
s = iCRT
Konstanta Ionisasi
Ketika zat terlarut dilarutkan dalam air, ia pecah menjadi ion-ion komponennya, tetapi mungkin tidak sepenuhnya, tergantung pada komposisinya. Konstanta ionisasi, juga disebut konstanta disosiasi, adalah jumlah ion untuk molekul zat terlarut yang tidak terionisasi. Dengan kata lain, itu adalah jumlah partikel yang akan dibuat zat terlarut dalam air. Garam yang larut sempurna memiliki konstanta ionisasi 2. Molekul yang tetap utuh dalam air, seperti sukrosa dan glukosa, memiliki konstanta ionisasi 1.
Konsentrasi Molar
Anda menentukan konsentrasi partikel dengan menghitung konsentrasi molar, atau molaritas. Anda sampai pada kuantitas ini, yang dinyatakan dalam mol per liter, dengan menghitung jumlah mol zat terlarut dan membaginya dengan volume larutan.
Untuk menemukan jumlah mol zat terlarut, bagi berat zat terlarut dengan berat molekul senyawa. Misalnya, natrium klorida memiliki berat molekul 58 g/mol, jadi jika Anda memiliki sampel dengan berat 125 g, Anda memiliki 125 g 58 g/mol = 2,16 mol. Sekarang bagi jumlah mol zat terlarut dengan volume larutan untuk menemukan konsentrasi molar. Jika Anda melarutkan 2,16 mol natrium klorida dalam 2 liter air, Anda memiliki konsentrasi molar 2,16 mol 2 liter = 1,08 mol per liter. Anda juga dapat menyatakan ini sebagai 1,08 M, di mana "M" adalah singkatan dari "molar."
Rumus Potensial Zat terlarut
Setelah Anda mengetahui potensi ionisasi (i) dan konsentrasi molar (C), Anda tahu berapa banyak partikel yang dikandung larutan. Anda menghubungkan ini dengan tekanan osmotik dengan mengalikan dengan konstanta tekanan (R), yaitu 0,0831 liter bar/mol HaiK Karena tekanan bergantung pada suhu, Anda juga harus memfaktorkannya ke dalam persamaan dengan dikalikan dengan suhu dalam derajat Kelvin, yang sama dengan suhu dalam derajat Celcius ditambah 273. Rumus potensial zat terlarut (ψs) adalah:
s = iCRT
Contoh
Hitung potensial zat terlarut dari larutan kalsium klorida 0,25 M pada 20 derajat Celcius.
Kalsium klorida terdisosiasi sempurna menjadi ion kalsium dan klor, sehingga konstanta ionisasinya adalah 2, dan suhu dalam derajat Kevin adalah (20 + 273) = 293 K. Oleh karena itu, potensial zat terlarutnya adalah (2 • 0,25 mol/liter • 0,0831 liter bar/mol K • 293 K)
= 12,17 bar.