Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Константа ионизации
- Молярная концентрация
- Формула для растворенного потенциала
- пример
Осмос - жизненно важный процесс для живых организмов. Это явление, при котором вода мигрирует через полупроницаемый барьер со стороны с наименьшей концентрацией растворенных веществ в сторону с наибольшей концентрацией. Сила, управляющая этим процессом, является осмотическим давлением, и оно зависит от концентрации растворенного вещества с обеих сторон барьера. Чем больше разница, тем сильнее осмотическое давление. Это различие называется потенциалом растворенного вещества, и оно зависит от температуры и количества частиц растворенного вещества, которое можно вычислить из молярной концентрации и величины, называемой константой ионизации.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Потенциал растворенного вещества (ψs) представляет собой произведение постоянной ионизации (i) растворенного вещества, его молярной концентрации (C), температуры в Кельвинах (T) и постоянной, называемой постоянной давления (R). В математической форме:
ψs = iCRT
Константа ионизации
Когда растворенное вещество растворяется в воде, оно распадается на составляющие его ионы, но это может происходить не полностью, в зависимости от его состава. Константа ионизации, также называемая константой диссоциации, представляет собой сумму ионов для неионизированных молекул растворенного вещества. Другими словами, это количество частиц, которые растворенное вещество будет производить в воде. Соли, которые полностью растворяются, имеют константу ионизации 2. Молекулы, которые остаются нетронутыми в воде, такие как сахароза и глюкоза, имеют константу ионизации 1.
Молярная концентрация
Вы определяете концентрацию частиц путем расчета молярной концентрации или молярности. Вы получите это количество, выраженное в молях на литр, вычислив количество молей растворенного вещества и разделив его на объем раствора.
Чтобы найти число молей растворенного вещества, разделите вес растворенного вещества на молекулярную массу соединения. Например, хлорид натрия имеет молекулярную массу 58 г / моль, поэтому если у вас есть образец весом 125 г, у вас есть 125 г ÷ 58 г / моль = 2,16 моль. Теперь разделите количество молей растворенного вещества на объем раствора, чтобы найти молярную концентрацию. Если вы растворите 2,16 моль хлорида натрия в 2 литрах воды, вы получите молярную концентрацию 2,16 моль ÷ 2 литра = 1,08 моль на литр. Вы также можете выразить это как 1,08 М, где «М» означает «моляр».
Формула для растворенного потенциала
Как только вы узнаете потенциал ионизации (i) и молярную концентрацию (C), вы узнаете, сколько частиц содержит раствор. Вы связываете это с осмотическим давлением, умножая на постоянную давления (R), которая составляет 0,0831 литр бар / моль оК. Поскольку давление зависит от температуры, вы также должны учесть это в уравнении путем умножения на температуру в градусах Кельвина, которая равна температуре в градусах Цельсия плюс 273. Формула для растворенного потенциала (ψs):
ψs = iCRT
пример
Рассчитайте растворенный потенциал 0,25 М раствора хлорида кальция при 20 градусах Цельсия.
Хлорид кальция полностью диссоциирует на ионы кальция и хлора, поэтому его константа ионизации равна 2, а температура в градусах Кевина составляет (20 + 273) = 293 К. Следовательно, растворенный потенциал составляет (2 • 0,25 моль / литр • 0,0831 литр бар / моль К • 293 К)
= 12,17 бар.