Как рассчитать потенциал растворенного вещества

Осмос - жизненно важный процесс для живых организмов. Это явление, при котором вода мигрирует через полупроницаемый барьер со стороны с наименьшей концентрацией растворенных веществ в сторону с наибольшей концентрацией. Движущей силой этого процесса является осмотическое давление, которое зависит от концентрации растворенного вещества по обе стороны барьера. Чем больше разница, тем сильнее осмотическое давление. Эта разница называется растворенным потенциалом и зависит от температуры и количества частиц растворенное вещество, которое можно рассчитать по молярной концентрации и величине, называемой ионизацией. постоянный.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Потенциал растворенного вещества (ψs) является произведением константы ионизации (i) растворенного вещества, его молярной концентрации (C), температуры в градусах Кельвина (T) и константы, называемой константой давления (R). В математической форме:

ψs = iCRT

Константа ионизации

Когда растворенное вещество растворяется в воде, оно распадается на составляющие ионы, но это может происходить не полностью, в зависимости от его состава. Константа ионизации, также называемая константой диссоциации, представляет собой сумму ионов до неионизированных молекул растворенного вещества. Другими словами, это количество частиц растворенного вещества в воде. Полностью растворяющиеся соли имеют константу ионизации 2. Молекулы, которые остаются нетронутыми в воде, такие как сахароза и глюкоза, имеют константу ионизации, равную 1.

instagram story viewer

Молярная концентрация

Вы определяете концентрацию частиц, вычисляя молярную концентрацию или молярность. Вы получаете это количество, которое выражается в молях на литр, путем вычисления количества молей растворенного вещества и деления на объем раствора.

Чтобы найти количество молей растворенного вещества, разделите вес растворенного вещества на молекулярную массу соединения. Например, хлорид натрия имеет молекулярную массу 58 г / моль, поэтому, если у вас есть образец весом 125 г, у вас 125 г ÷ 58 г / моль = 2,16 моль. Теперь разделите количество молей растворенного вещества на объем раствора, чтобы найти молярную концентрацию. Если вы растворите 2,16 моль хлорида натрия в 2 литрах воды, вы получите молярную концентрацию 2,16 моль ÷ 2 литра = 1,08 моль на литр. Вы также можете выразить это как 1,08 M, где «M» означает «молярный».

Формула для растворенного потенциала

Как только вы знаете потенциал ионизации (i) и молярную концентрацию (C), вы знаете, сколько частиц содержит раствор. Вы соотносите это с осмотическим давлением, умножая на константу давления (R), которая составляет 0,0831 литр бар / моль. оК. Поскольку давление зависит от температуры, вы также должны учитывать это в уравнении следующим образом: умножение на температуру в градусах Кельвина, которая равна температуре в градусах Цельсия. плюс 273. Формула для растворенного потенциала (ψs):

ψs = iCRT

Пример

Рассчитайте растворенный потенциал 0,25 М раствора хлорида кальция при 20 градусах Цельсия.

Хлорид кальция полностью диссоциирует на ионы кальция и хлора, поэтому его константа ионизации равна 2, а температура в градусах Кевина составляет (20 + 273) = 293 К. Таким образом, потенциал растворенного вещества составляет (2 • 0,25 моль / л • 0,0831 литр бар / моль K • 293 K).

= 12,17 бар.

Teachs.ru
  • Доля
instagram viewer