Quando un composto ionico si dissolve, si separa nei suoi ioni costituenti. Ciascuno di questi ioni viene circondato da molecole di solvente, un processo chiamato solvatazione. Di conseguenza, un composto ionico apporta più particelle a una soluzione rispetto a un composto molecolare, che non si dissocia in questo modo. L'osmolarità è utile per determinare la pressione osmotica.
Molarità vs. Osmolarità
I chimici di solito descrivono la concentrazione in termini di molarità, dove una mole è 6,022 x 10^23 particelle, ioni o molecole e una soluzione un molare ha una mole di soluto per litro di soluzione. Una soluzione un molare di NaCl conterrebbe una mole di unità di formula NaCl. Tuttavia, poiché nell'acqua il NaCl si dissocia in ioni Na+ e Cl-, la soluzione contiene in realtà due moli di ioni: una mole di ioni Na+ e una mole di ioni Cl-. Per distinguere questa misura dalla molarità, i chimici la chiamano osmolarità; una soluzione un molare di sale è due osmolari in termini di concentrazione di ioni.
Fattori
Il fattore più importante nel determinare l'osmolarità è la molarità della soluzione: più moli di soluto, più osmoli di ioni sono presenti. Un altro fattore importante, tuttavia, è il numero di ioni in cui il composto si dissocia. NaCl si dissocia in due ioni, ma il cloruro di calcio (CaCl2) si dissocia in tre: uno ione calcio e due ioni cloruro. Di conseguenza, a parità di altre condizioni, una soluzione di cloruro di calcio avrà un'osmolarità maggiore di una soluzione di cloruro di sodio.
Deviazione dall'idealità
Il terzo e ultimo fattore che influenza l'osmolarità è la deviazione dall'idealità. In teoria, tutti i composti ionici dovrebbero dissociarsi completamente. In realtà, tuttavia, una parte del composto rimane indissociata. La maggior parte del cloruro di sodio si divide in ioni sodio e cloruro in acqua, ma una piccola frazione rimane legata insieme come NaCl. La quantità di il composto indissociato aumenta all'aumentare della concentrazione del composto, quindi questo fattore può diventare un problema più significativo a livelli più alti concentrazioni. Per basse concentrazioni di soluto, la deviazione dall'idealità è trascurabile.
Significato
L'osmolarità è importante perché determina la pressione osmotica. Se una soluzione viene separata da un'altra soluzione di diversa concentrazione da una membrana semipermeabile, e se la membrana semipermeabile consentire alle molecole d'acqua ma non agli ioni di attraversarlo, l'acqua si diffonderà attraverso la membrana nella direzione di una concentrazione crescente. Questo processo è chiamato osmosi. Le membrane delle cellule del tuo corpo agiscono come membrane semipermeabili perché l'acqua può attraversarle ma gli ioni no. Ecco perché i medici usano la soluzione salina per l'infusione endovenosa e non l'acqua pura; se usassero acqua pura, l'osmolarità del sangue diminuirebbe, facendo sì che cellule come i globuli rossi assorbano acqua e esplodano.