כיצד לחשב פוטנציאל מומס

אוסמוזה היא תהליך חיוני לאורגניזמים חיים. זו התופעה לפיה מים נודדים על פני מחסום חדיר למחצה מהצד עם הכי פחות ריכוז של מומסים לצד עם הכי הרבה ריכוז. הכוח המניע את התהליך הזה הוא לחץ אוסמוטי, והוא תלוי בריכוז המומס משני צידי המחסום. ככל שההבדל גדול יותר, הלחץ האוסמוטי חזק יותר. הבדל זה נקרא פוטנציאל מומס, והוא תלוי בטמפרטורה ובמספר החלקיקים של מומס, אותו תוכלו לחשב מתוך הריכוז הטוחנת וכמות הנקראת יינון קָבוּעַ.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

פוטנציאל המומס (ψs) הוא תוצר של קבוע היינון (i) של המומס, הריכוז הטוחני שלו (C), הטמפרטורה בקלווינס (T) וקבוע הנקרא קבוע הלחץ (R). בצורה מתמטית:

ψs = iCRT

כאשר מומס מתמוסס במים, הוא פורץ ליונים המרכיבים אותו, אך יתכן שהוא לא עושה זאת לחלוטין, תלוי בהרכבו. קבוע יינון, הנקרא גם קבוע דיסוציאציה, הוא סכום היונים למולקולות מומסות של מומס. במילים אחרות, זה מספר החלקיקים שהמומס יפיק במים. מלחים המתמוססים לחלוטין הם בעלי קבוע יינון של 2. מולקולות שנותרו שלמות במים, כגון סוכרוז וגלוקוז, קבועות יינון של 1.

אתה קובע את ריכוז החלקיקים על ידי חישוב ריכוז טוחנת, או טוחנות. אתה מגיע לכמות זו, המתבטאת בשומות לליטר, על ידי חישוב מספר השומות של המומס וחלוקה לפי נפח התמיסה.

כדי למצוא את מספר השומות של המומס, חלקו את משקל המומס במשקל המולקולרי של התרכובת. לדוגמא, לנתרן כלורי יש משקל מולקולרי של 58 גרם למול, כך שאם יש לך דגימה במשקל 125 גרם, יש לך 125 גרם ÷ 58 גרם למול = 2.16 מול. כעת חלק את מספר שומות המומס בנפח התמיסה כדי למצוא את הריכוז הטוחני. אם אתה ממיס 2.16 שומות נתרן כלורי ב -2 ליטר מים, יש לך ריכוז טוחנת של 2.16 שומות ÷ 2 ליטר = 1.08 שומה לליטר. אתה יכול לבטא זאת גם כ 1.08 M, כאשר "M" מייצג "טוחנת".

ברגע שאתה יודע את פוטנציאל היינון (i) ואת הריכוז הטוחני (C), אתה יודע כמה חלקיקים התמיסה מכילה. אתה מתייחס לזה ללחץ אוסמוטי על ידי הכפלת בקבוע הלחץ (R), שהוא 0.0831 ליטר בר / שומה ^oק. מכיוון שהלחץ תלוי בטמפרטורה, עליך גם להכניס זאת למשוואה לפי מכפילים בטמפרטורה במעלות קלווין, השווה לטמפרטורה במעלות צלזיוס במקום 273. הנוסחה לפוטנציאל מומס (ψs) היא:

ψs = iCRT

חשב את הפוטנציאל המומס של תמיסת 0.25 מ 'של סידן כלורי ב -20 מעלות צלזיוס.

סידן כלורי מתנתק לחלוטין ליוני סידן וכלור, ולכן קבוע היינון שלו הוא 2, והטמפרטורה במעלות קווין היא (20 + 273) = 293 ק. לכן פוטנציאל המומס הוא (2 • 0.25 שומה / ליטר • 0.0831 ליטר בר / שומה K • 293 K)

= 12.17 פסים.