Osmoz, yarı geçirgen bir bariyerle ayrılmış iki kap arasında meydana gelen bir süreçtir. Bariyer, su moleküllerinin geçmesine izin verecek kadar büyük, ancak su moleküllerini engelleyecek kadar küçük gözeneklere sahipse, çözünen, su, daha küçük çözünen konsantrasyonu olan taraftan daha büyük olan tarafa akacaktır. konsantrasyon. Bu işlem, ya çözünen konsantrasyonu her iki tarafta eşit olana ya da basınca direnç gösterene kadar devam eder. Daha yüksek konsantrasyonlu taraftaki hacim değişikliği, suyu bariyerden geçiren kuvveti aşar. Bu basınç ozmotik veya hidrostatik basınçtır ve iki taraf arasındaki çözünen konsantrasyonundaki farkla doğrudan değişir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Suyu geçirimsiz bir bariyerden geçiren ozmotik basınç, bariyerin her iki tarafında çözünen madde konsantrasyonlarındaki farkla artar. Birden fazla çözünen içeren bir çözeltide, toplam çözünen konsantrasyonunu belirlemek için tüm çözünenlerin konsantrasyonlarını toplayın. Ozmotik basınç, bileşimlerine değil, yalnızca çözünen parçacıkların sayısına bağlıdır.
Ozmotik (Hidrostatik) Basınç
Osmozu harekete geçiren gerçek mikroskobik süreç biraz gizemlidir, ancak bilim adamları bunu şu şekilde tanımlamaktadır: Su molekülleri sabit bir hareket halidir ve kısıtlamasız bir kap boyunca serbestçe hareket ederler. konsantrasyon. Konteynere geçebilecekleri bir bariyer koyarsanız, bunu yapacaklardır. Ancak bariyerin bir tarafı bariyeri geçemeyecek kadar büyük partiküllere sahip bir çözelti içeriyorsa, diğer taraftan geçen su molekülleri onlarla yer paylaşmak zorundadır. Çözünen maddenin bulunduğu taraftaki hacim, her iki taraftaki su moleküllerinin sayısı eşit oluncaya kadar artar.
Çözünen konsantrasyonunun arttırılması, su molekülleri için mevcut alanı azaltır ve bu da sayılarını azaltır. Bu da suyun diğer taraftan o tarafa akma eğilimini arttırır. Hafifçe antropomorfize etmek için, su moleküllerinin konsantrasyonundaki fark ne kadar büyük olursa, bariyeri geçerek çözünen maddeyi içeren tarafa o kadar çok hareket etmek "istedikleri" olur.
Bilim adamları buna ozmotik basınç veya hidrostatik basınç diyorlar ve bu ölçülebilir bir miktar. Hacmin değişmesini önlemek için sert bir kabın üzerine bir kapak koyun ve muhafaza etmek için gereken basıncı ölçün. Çözeltinin konsantrasyonunu en fazla çözünen ile ölçerken suyun yükselmesi. Konsantrasyonda başka bir değişiklik olmadığında, kapağa uyguladığınız basınç, her iki taraftaki konsantrasyonların eşitlenmediğini varsayarak ozmotik basınçtır.
Ozmotik Basıncı Çözünen Konsantrasyonla İlişkilendirme
Çoğu gerçek durumda, örneğin topraktan nem çeken kökler veya hücrelerle sıvı alışverişi yapan hücreler gibi. Kök veya kök gibi yarı geçirgen bir bariyerin her iki tarafında belirli bir konsantrasyonda çözünen bulunur. hücre çeperi. Konsantrasyonlar farklı olduğu sürece ozmoz oluşur ve ozmotik basınç konsantrasyon farkıyla doğru orantılıdır. Matematiksel olarak:
P = RT(∆C)
burada T, Kelvin cinsinden sıcaklıktır, ∆C konsantrasyonlardaki farktır ve R, ideal gaz sabitidir.
Ozmotik basınç, çözünen moleküllerin boyutuna veya bileşimlerine bağlı değildir. Sadece kaç tane olduğuna bağlı. Bu nedenle, bir çözeltide birden fazla çözünen varsa, ozmotik basınç:
P = RT (C1 + C2 +...Cn)
nerede C1 çözünenin konsantrasyonudur, vb.
Kendiniz Test Edin
Konsantrasyonun ozmotik basınç üzerindeki etkisi hakkında hızlı bir fikir edinmek kolaydır. Bir bardak suya bir yemek kaşığı tuzu karıştırıp havucun içine atın. Havuçtan su, ozmoz yoluyla tuzlu suya akacak ve havuç buruşacaktır. Şimdi tuz konsantrasyonunu iki veya üç yemek kaşığına yükseltin ve havucun ne kadar hızlı ve tamamen büzüştüğünü kaydedin.
Havuçtaki su, tuz ve diğer çözünen maddeleri içerir, bu nedenle, onu damıtılmış suya daldırırsanız bunun tersi olur: Havuç şişer. Az miktarda tuz ekleyin ve havucun şişmesinin ne kadar kısa sürdüğünü veya aynı boyutta şişip şişmediğini kaydedin. Havuç şişmezse veya büzülmezse, havuçla aynı tuz konsantrasyonuna sahip bir çözelti yapmayı başardınız.