Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Stała jonizacji
- Stężenie molowe
- Formuła na potencjał rozpuszczalny
- Przykład
Osmoza jest istotnym procesem dla żywych organizmów. Jest to zjawisko polegające na tym, że woda migruje przez półprzepuszczalną barierę z boku o najmniejszym stężeniu substancji rozpuszczonych na stronę o największym stężeniu. Siłą napędzającą ten proces jest ciśnienie osmotyczne i zależy ono od stężenia substancji rozpuszczonej po obu stronach bariery. Im większa różnica, tym silniejsze ciśnienie osmotyczne. Różnica ta nazywana jest potencjałem substancji rozpuszczonej i zależy od temperatury i liczby cząstek substancji rozpuszczonej, którą można obliczyć na podstawie stężenia molowego i ilości zwanej stałą jonizacji.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Potencjał rozpuszczony (ψs) jest iloczynem stałej jonizacji (i) substancji rozpuszczonej, jej stężenia molowego (C), temperatury w kelwinach (T) i stałej zwanej stałą ciśnienia (R). W formie matematycznej:
=s = iCRT
Stała jonizacji
Gdy substancja rozpuszczona rozpuszcza się w wodzie, rozpada się na jony składowe, ale może nie zrobić tego całkowicie, w zależności od składu. Stała jonizacji, zwana także stałą dysocjacji, jest sumą jonów połączonych cząsteczek substancji rozpuszczonej. Innymi słowy, jest to liczba cząstek, które substancja rozpuszczona wytworzy w wodzie. Sole, które całkowicie się rozpuszczają, mają stałą jonizacji równą 2. Cząsteczki, które pozostają nienaruszone w wodzie, takie jak sacharoza i glukoza, mają stałą jonizacji równą 1.
Stężenie molowe
Stężenie cząstek określa się, obliczając stężenie molowe lub molarność. Dochodzi się do tej ilości, wyrażonej w molach na litr, poprzez obliczenie liczby moli substancji rozpuszczonej i podzielenie przez objętość roztworu.
Aby znaleźć liczbę moli substancji rozpuszczonej, podziel masę substancji rozpuszczonej przez masę cząsteczkową związku. Na przykład chlorek sodu ma masę cząsteczkową 58 g / mol, więc jeśli masz próbkę o wadze 125 g, masz 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 mola. Teraz podziel liczbę moli substancji rozpuszczonej przez objętość roztworu, aby znaleźć stężenie molowe. Jeśli rozpuścisz 2,16 mola chlorku sodu w 2 litrach wody, uzyskasz stężenie molowe 2,16 mola ÷ 2 litry = 1,08 mola na litr. Możesz to również wyrazić jako 1,08 M, gdzie „M” oznacza „molowy”.
Formuła na potencjał rozpuszczalny
Gdy poznasz potencjał jonizacji (i) i stężenie molowe (C), wiesz, ile cząstek zawiera roztwór. Odnosi się to do ciśnienia osmotycznego poprzez pomnożenie przez stałą ciśnienia (R), która wynosi 0,0831 litra bar / mol oK. Ponieważ ciśnienie zależy od temperatury, należy również uwzględnić to w równaniu poprzez pomnożenie przez temperaturę w stopniach Kelvina, która jest równa temperaturze w stopniach Celsjusza plus 273. Wzór na potencjał rozpuszczony (ψs) jest następujący:
=s = iCRT
Przykład
Obliczyć potencjał rozpuszczony 0,25 M roztworu chlorku wapnia w temperaturze 20 stopni Celsjusza.
Chlorek wapnia całkowicie dysocjuje na jony wapnia i chloru, więc jego stała jonizacji wynosi 2, a temperatura w stopniach Kevina wynosi (20 + 273) = 293 K. W związku z tym potencjał rozpuszczania wynosi (2 • 0,25 mola / litr • 0,0831 litra bar / mol K • 293 K)
= 12,17 barów.