Osmóza je životne dôležitý proces pre živé organizmy. Je to jav, pri ktorom voda migruje cez polopriepustnú bariéru zo strany s najmenšou koncentráciou rozpustených látok na stranu s najväčšou koncentráciou. Sila, ktorá vedie tento proces, je osmotický tlak a závisí od koncentrácie rozpustenej látky na oboch stranách bariéry. Čím väčší je rozdiel, tým silnejší je osmotický tlak. Tento rozdiel sa nazýva solútny potenciál a závisí od teploty a počtu častíc rozpustená látka, ktorú môžete vypočítať z molárnej koncentrácie a množstva nazývaného ionizácia konštantný.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Potenciál rozpustenej látky (ψs) je produktom ionizačnej konštanty (i) rozpustenej látky, jej molárnej koncentrácie (C), teploty v Kelvinoch (T) a konštanty nazývanej tlaková konštanta (R). V matematickej forme:
ψs = iCRT
Ionizácia konštantná
Keď sa rozpustená látka rozpustí vo vode, rozpadne sa na svoje ióny, ale nemusí to tak urobiť úplne, v závislosti od jej zloženia. Ionizačná konštanta, nazývaná tiež disociačná konštanta, je súčtom iónov k unionizovaným molekulám rozpustenej látky. Inými slovami, je to počet častíc, ktoré rozpustená látka vytvorí vo vode. Soli, ktoré sa úplne rozpustia, majú ionizačnú konštantu 2. Molekuly, ktoré zostávajú nedotknuté vo vode, ako je sacharóza a glukóza, majú ionizačnú konštantu 1.
Molárna koncentrácia
Koncentráciu častíc určujete výpočtom molárnej koncentrácie alebo molarity. K tomuto množstvu, ktoré je vyjadrené v móloch na liter, sa dostanete výpočtom počtu mólov rozpustenej látky a vydelením objemom roztoku.
Ak chcete zistiť počet mólov rozpustenej látky, vydelte hmotnosť rozpustenej látky molekulovou hmotnosťou zlúčeniny. Napríklad chlorid sodný má molekulovú hmotnosť 58 g / mol, takže ak máte vzorku s hmotnosťou 125 g, máte 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 mol. Teraz vydelte počet mólov rozpustenej látky objemom roztoku, aby ste našli molárnu koncentráciu. Ak rozpustíte 2,16 mólu chloridu sodného v 2 litroch vody, máte molárnu koncentráciu 2,16 mólov ÷ 2 litre = 1,08 mólu na liter. Môžete to tiež vyjadriť ako 1,08 M, kde „M“ znamená „molárne“.
Vzorec pre potenciál rozpustenia
Keď poznáte ionizačný potenciál (i) a molárnu koncentráciu (C), viete, koľko častíc roztok obsahuje. Vzťahujete to s osmotickým tlakom vynásobením tlakovou konštantou (R), ktorá je 0,0831 litra bar / mol oK. Pretože tlak závisí od teploty, musíte to tiež započítať do rovnice pomocou vynásobením teplotou v stupňoch Kelvina, ktorá sa rovná teplote v stupňoch Celzia plus 273. Vzorec pre potenciál rozpustených látok (ψs) je:
ψs = iCRT
Príklad
Vypočítajte rozpustný potenciál 0,25 M roztoku chloridu vápenatého pri 20 stupňoch Celzia.
Chlorid vápenatý sa úplne disociuje na ióny vápnika a chlóru, takže jeho ionizačná konštanta je 2 a teplota v stupňoch Kevin je (20 + 273) = 293 K. Rozpustný potenciál je preto (2 • 0,25 mol / liter • 0,0831 litra bar / mol K • 293 K)
= 12,17 barov.