Осмос - життєво важливий процес для живих організмів. Це явище, коли вода мігрує через напівпроникний бар’єр з боку з найменшою концентрацією розчинених речовин на сторону з найбільшою концентрацією. Силою, що рухає цей процес, є осмотичний тиск, і це залежить від концентрації розчиненої речовини по обидва боки бар’єру. Чим більша різниця, тим сильніший осмотичний тиск. Ця різниця називається розчиненим потенціалом, і вона залежить від температури та кількості частинок розчиненої речовини, яку ви можете розрахувати за молярною концентрацією та величиною, яка називається іонізацією постійний.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Потенціал розчиненої речовини (ψs) - це добуток константи іонізації (i) розчиненої речовини, її молярної концентрації (C), температури в кельвінах (T) і константи, яка називається константою тиску (R). У математичній формі:
ψs = iCRT
Постійна іонізації
Коли розчинена речовина розчиняється у воді, вона розпадається на складові іони, але це може зробити не повністю, залежно від її складу. Константа іонізації, яку також називають константою дисоціації, є сумою іонів до неіонізованих молекул розчиненої речовини. Іншими словами, це кількість частинок, які розчинена речовина буде утворювати у воді. Повнорозчинні солі мають константу іонізації 2. Молекули, які залишаються цілими у воді, такі як сахароза та глюкоза, мають константу іонізації 1.
Молярна концентрація
Ви визначаєте концентрацію частинок, обчислюючи молярну концентрацію або молярність. Ви отримуєте цю кількість, яка виражається в молях на літр, обчислюючи кількість молей розчиненої речовини і ділячи на об’єм розчину.
Щоб знайти кількість молей розчиненої речовини, розділіть масу розчиненої речовини на молекулярну масу сполуки. Наприклад, хлорид натрію має молекулярну масу 58 г / моль, отже, якщо у вас є зразок масою 125 г, ви маєте 125 г ÷ 58 г / моль = 2,16 молей. Тепер розділіть кількість молей розчиненої речовини на об’єм розчину, щоб знайти молярну концентрацію. Якщо ви розчините 2,16 моль хлориду натрію у 2 літрах води, у вас буде мольна концентрація 2,16 моль ÷ 2 літри = 1,08 моль на літр. Ви також можете виразити це як 1,08 М, де "М" означає "моляр".
Формула розчиненого потенціалу
Дізнавшись потенціал іонізації (i) та молярну концентрацію (C), ви знаєте, скільки частинок містить розчин. Ви пов’язуєте це з осмотичним тиском, помноживши на константу тиску (R), яка становить 0,0831 літр бар / моль oК. Оскільки тиск залежить від температури, ви також повинні врахувати це у рівняння на множачись на температуру в градусах Кельвіна, яка дорівнює температурі в градусах Цельсія плюс 273. Формула потенціалу розчиненої речовини (ψs) має вигляд:
ψs = iCRT
Приклад
Обчисліть потенціал розчиненої речовини 0,25 М розчину хлористого кальцію при 20 градусах Цельсія.
Хлорид кальцію повністю дисоціює на іони кальцію та хлору, тому його константа іонізації дорівнює 2, а температура в градусах Кевіна (20 + 273) = 293 К. Отже, потенціал розчиненої речовини становить (2 • 0,25 моль / літр • 0,08331 літр бар / моль K • 293 К)
= 12,17 барів.