Περιεχόμενο
Η όσμωση είναι μια ζωτικής σημασίας διαδικασία για τους ζώντες οργανισμούς. Είναι το φαινόμενο με το οποίο το νερό μεταναστεύει διαμέσου ενός ημιδιαπερατού φράγματος από την πλευρά με τη μικρότερη συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών στην πλευρά με την μεγαλύτερη συγκέντρωση. Η δύναμη που οδηγεί αυτή τη διαδικασία είναι η οσμωτική πίεση και εξαρτάται από τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και στις δύο πλευρές του φραγμού. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο ισχυρότερη είναι η οσμωτική πίεση. Αυτή η διαφορά ονομάζεται δυναμικό διαλυτότητας και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τον αριθμό των σωματιδίων της διαλελυμένης ουσίας, τα οποία μπορείτε να υπολογίσετε από τη μοριακή συγκέντρωση και μια ποσότητα που ονομάζεται σταθερά ιονισμού.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Το δυναμικό διαλυτής ουσίας (ψs) είναι το προϊόν της σταθεράς ιονισμού (i) της διαλελυμένης ουσίας, η γραμμομοριακή της συγκέντρωση (C), η θερμοκρασία σε Kelvins (T) και μια σταθερά που ονομάζεται σταθερά πίεσης (R). Σε μαθηματική μορφή:
ψs = iCRT
Σταθεροποίηση ιονισμού
Όταν μια διαλυμένη ουσία διαλύεται στο νερό, διασπάται στα συστατικά ιόντα της, αλλά δεν μπορεί να το κάνει εντελώς, ανάλογα με τη σύνθεσή της. Η σταθερά ιονισμού, που ονομάζεται επίσης σταθερά διάστασης, είναι το άθροισμα των ιόντων σε συνενωμένα μόρια διαλελυμένης ουσίας. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των σωματιδίων που η διαλυμένη ουσία θα κάνει στο νερό. Τα άλατα που διαλύονται εντελώς έχουν σταθερά ιονισμού 2. Μόρια που παραμένουν άθικτα στο νερό, όπως η σακχαρόζη και η γλυκόζη, έχουν σταθερότητα ιονισμού 1.
Μοριακή συγκέντρωση
Προσδιορίζετε τη συγκέντρωση σωματιδίων υπολογίζοντας τη γραμμομοριακή συγκέντρωση ή τη γραμμομοριακότητα. Φτάνετε σε αυτήν την ποσότητα, η οποία εκφράζεται σε γραμμομόρια ανά λίτρο, υπολογίζοντας τον αριθμό των γραμμομορίων της διαλελυμένης ουσίας και διαιρώντας με τον όγκο του διαλύματος.
Για να βρείτε τον αριθμό των γραμμομορίων διαλύτη, διαιρέστε το βάρος της διαλυμένης ουσίας με το μοριακό βάρος της ένωσης. Για παράδειγμα, το χλωριούχο νάτριο έχει μοριακό βάρος 58 g / mol, οπότε αν έχετε δείγμα βάρους 125 g, έχετε 125 g ÷ 58 g / mole = 2,16 mol. Τώρα διαιρέστε τον αριθμό των γραμμομορίων διαλύματος με τον όγκο του διαλύματος για να βρείτε τη γραμμομοριακή συγκέντρωση. Αν διαλύσετε 2,16 γραμμομόρια χλωριούχου νατρίου σε 2 λίτρα νερού, έχετε μοριακή συγκέντρωση 2,16 γραμμομορίων ÷ 2 λίτρων = 1,08 γραμμομορίων ανά λίτρο. Μπορείτε επίσης να το εκφράσετε ως 1.08 M, όπου το "M" σημαίνει "molar".
Φόρμουλα για πιθανή λύση
Αφού γνωρίσετε το δυναμικό ιοντισμού (i) και τη γραμμομοριακή συγκέντρωση (C), γνωρίζετε πόσα σωματίδια περιέχει το διάλυμα. Αναφέρατε αυτό στην οσμωτική πίεση πολλαπλασιάζοντας την σταθερά πίεσης (R), η οποία είναι 0,0831 λίτρα bar / mole oK. Δεδομένου ότι η πίεση εξαρτάται από τη θερμοκρασία, πρέπει επίσης να το φέρετε στην εξίσωση πολλαπλασιάζοντας τη θερμοκρασία σε βαθμούς Kelvin, η οποία είναι ίση με τη θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου συν 273. Η φόρμουλα δυναμικού διαλυτής ουσίας (ψs) είναι:
ψs = iCRT
Παράδειγμα
Υπολογίστε το δυναμικό διαλυτής ουσίας ενός διαλύματος 0.25 Μ χλωριούχου ασβεστίου στους 20 βαθμούς Κελσίου.
Το χλωριούχο ασβέστιο απομονώνεται πλήρως σε ιόντα ασβεστίου και χλωρίου, συνεπώς η σταθερά του ιονισμού είναι 2 και η θερμοκρασία σε βαθμούς Kevin είναι (20 + 273) = 293 Κ. Το δυναμικό διαλυτής ουσίας είναι επομένως (2 · 0.25 molesll • 0,0831 λίτρα bar / mole K • 293 K)
= 12,17 bars.