Osmoza este un proces vital pentru organismele vii. Este fenomenul prin care apa migrează peste o barieră semipermeabilă din partea cu cea mai mică concentrație de substanțe dizolvate în partea cu cea mai mare concentrație. Forța care conduce acest proces este presiunea osmotică și depinde de concentrația solutului de pe ambele părți ale barierei. Cu cât diferența este mai mare, cu atât este mai mare presiunea osmotică. Această diferență se numește potențial solut și depinde de temperatură și de numărul de particule de solut, pe care îl puteți calcula din concentrația molară și o cantitate numită ionizare constant.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Potențialul de dizolvat (ψs) este produsul constantei de ionizare (i) a dizolvatului, concentrația sa molară (C), temperatura în Kelvins (T) și o constantă numită constantă de presiune (R). În formă matematică:
ψs = iCRT
Constant de ionizare
Când un dizolvat se dizolvă în apă, se sparge în ionii săi componenți, dar este posibil să nu o facă complet, în funcție de compoziția sa. Constanta de ionizare, numită și constantă de disociere, este suma ionilor la moleculele unificate de solut. Cu alte cuvinte, este numărul de particule pe care solutul le va produce în apă. Sărurile care se dizolvă complet au o constantă de ionizare de 2. Moleculele care rămân intacte în apă, cum ar fi zaharoza și glucoza, au o constantă de ionizare de 1.
Concentrația molară
Determinați concentrația particulelor calculând concentrația molară sau molaritatea. Ajungi la această cantitate, care este exprimată în moli pe litru, calculând numărul de moli de dizolvat și împărțind la volumul de soluție.
Pentru a găsi numărul de moli de substanță dizolvată, împărțiți greutatea substanței dizolvate la greutatea moleculară a compusului. De exemplu, clorura de sodiu are o greutate moleculară de 58 g / mol, deci dacă aveți o probă care cântărește 125 g, aveți 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 moli. Acum împărțiți numărul de moli de dizolvat la volumul soluției pentru a găsi concentrația molară. Dacă dizolvați 2,16 moli de clorură de sodiu în 2 litri de apă, aveți o concentrație molară de 2,16 moli ÷ 2 litri = 1,08 moli pe litru. Puteți exprima acest lucru și ca 1,08 M, unde „M” înseamnă „molar”.
Formula pentru potențialul solut
Odată ce cunoașteți potențialul de ionizare (i) și concentrația molară (C), știți câte particule conține soluția. Relaționați acest lucru cu presiunea osmotică înmulțind cu constanta de presiune (R), care este 0,0831 litri bar / mol oK. Deoarece presiunea este dependentă de temperatură, trebuie să luați în calcul și această ecuație cu înmulțind cu temperatura în grade Kelvin, care este egală cu temperatura în grade Celsius plus 273. Formula potențialului de dizolvare (ψs) este:
ψs = iCRT
Exemplu
Calculați potențialul dizolvat al unei soluții de clorură de calciu 0,25 M la 20 grade Celsius.
Clorura de calciu se disociază complet în ioni de calciu și clor, deci constanta sa de ionizare este 2, iar temperatura în grade Kevin este (20 + 273) = 293 K. Prin urmare, potențialul de dizolvat este (2 • 0,25 moli / litru • 0,0831 litri bară / mol K • 293 K)
= 12,17 bare.