Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Ionizációs állandó
- Moláris koncentráció
- Képlet a szilárd potenciálra
- Példa
Az ozmózis az élő szervezetek létfontosságú folyamata. Ennek a jelenségnek az a képessége, hogy a víz a legkevesebb oldott anyag koncentrációjú oldalról egy féligáteresztő gátról vándorol a legmagasabb koncentrációjú oldalra. Az ezt a folyamatot vezérlő erő ozmotikus nyomás, és ez az oldott anyag koncentrációjától függ a gát mindkét oldalán. Minél nagyobb a különbség, annál erősebb az ozmotikus nyomás. Ezt a különbséget oldott potenciálnak nevezik, és a hőmérséklettől és az oldott részecskék számától függ, amelyet kiszámíthat a moláris koncentráció és az ionizációs állandónak nevezett mennyiség alapján.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Az oldott potenciál (ψs) az oldott anyag ionizációs állandójának (i), moláris koncentrációja (C), a hőmérséklet Kelvins-ben (T) és egy állandó (R) nyomásállandónak nevezett állandó szorzata. Matematikai formában:
=s = iCRT
Ionizációs állandó
Amikor az oldott anyag vízben oldódik, az összetételű ionokká alakul, de összetételétől függően előfordulhat, hogy nem teljes mértékben megteszi. Az ionizációs állandó, amelyet disszociációs állandónak is neveznek, az ionok összege az oldott anyag univerzális molekuláinak. Más szavakkal, a részecskék száma, amelyet az oldott anyag készít vízben. A teljesen feloldódó sók ionizációs állandója 2. A vízben ép maradó molekulák, például a szacharóz és a glükóz ionizációs állandója 1.
Moláris koncentráció
A részecskék koncentrációját a moláris koncentráció vagy a molaritás kiszámításával határozhatja meg. Ezt a mennyiséget, amelyet liter mólban fejezik ki, kiszámítja az oldott anyag móljainak számát és elosztja az oldat térfogatával.
Az oldott anyag móljainak számának meghatározásához ossza meg az oldott anyag tömegét a vegyület molekulatömegével. Például a nátrium-klorid molekulatömege 58 g / mol, tehát ha 125 g tömegű mintája van, akkor 125 g ÷ 58 g / mól = 2,16 mol. Most ossza meg az oldott anyag móljainak számát az oldat térfogatával a moláris koncentráció megállapításához. Ha 2,16 mól nátrium-kloridot old fel 2 liter vízben, akkor moláris koncentrációja 2,16 mól ÷ 2 liter = 1,08 mól / liter. Ezt 1,08 M-ként is kifejezheti, ahol az "M" jelentése "moláris".
Képlet a szilárd potenciálra
Miután megismerte az ionizációs potenciált (i) és a moláris koncentrációt (C), tudja, hány részecskét tartalmaz az oldat. Ezt az ozmotikus nyomással összekapcsolva megszorozzuk a nyomásállandóval (R), amely 0,0831 liter bar / mol oK. Mivel a nyomás a hőmérséklettől függ, ezt az egyenletbe kell becsülni, a hőmérsékletet Kelvin-fokban megszorozva, amely megegyezik a Celsius-fok plusz 273 hőmérséklettel. Az oldott potenciál (ψs) képlete:
=s = iCRT
Példa
Számítsa ki a kalcium-klorid 0,25 M oldatának 20 Celsius-fokos oldatának oldható potenciálját.
A kalcium-klorid teljes mértékben disszociál kalcium- és klór-ionokká, tehát ionizációs állandója 2, és a hőmérséklet Kevin fokban (20 + 273) = 293 K. Az oldott potenciál tehát (2 • 0,25 mol / liter • 0,0831 liter bar / mol K • 293 K)
= 12,17 bar.