Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Ionisering konstant
- Molkoncentration
- Formel til opløsningspotentiale
- Eksempel
Osmose er en vital proces for levende organismer. Det er det fænomen, hvor vand vandrer over en semi-permeabel barriere fra siden med den mindst koncentration af opløste stoffer til den side med mest koncentration. Kraften, der driver denne proces, er osmotisk tryk, og det afhænger af koncentrationen af opløst stof på begge sider af barrieren. Jo større forskel, jo stærkere er det osmotiske tryk. Denne forskel kaldes opløst potentiale, og det afhænger af temperatur og antallet af partikler af opløst stof, som du kan beregne ud fra den molære koncentration og en mængde kaldet ioniseringskonstanten.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Det opløste potentiale (ψs) er produktet af ioniseringskonstanten (i) af det opløste stof, dets molære koncentration (C), temperaturen i Kelvins (T) og en konstant kaldet trykekonstanten (R). I matematisk form:
=s = iCRT
Ionisering konstant
Når et opløst stof opløses i vand, bryder det ind i dets komponentioner, men det gør det måske ikke helt, afhængigt af dets sammensætning. Ioniseringskonstanten, også kaldet dissociationskonstanten, er summen af ioner til forenede molekyler af opløst stof. Med andre ord, det er antallet af partikler, som opløsningen vil fremstille i vand. Salte, der opløses fuldstændigt, har en ioniseringskonstant på 2. Molekyler, der forbliver intakte i vand, såsom sucrose og glucose, har en ioniseringskonstant på 1.
Molkoncentration
Du bestemmer koncentrationen af partikler ved at beregne molkoncentration eller molaritet. Du ankommer til denne mængde, der udtrykkes i mol pr. Liter, ved at beregne antallet af mol opløst stof og dividere med opløsningsmængden.
For at finde antallet af mol opløst stof, divideres vægten af det opløste stof med molekylvægten af forbindelsen. For eksempel har natriumchlorid en molekylvægt på 58 g / mol, så hvis du har en prøve, der vejer 125 g, har du 125 g ÷ 58 g / mol = 2,16 mol. Del nu antallet af mol opløst stof med opløsningsmængden for at finde den molære koncentration. Hvis du opløser 2,16 mol natriumchlorid i 2 liter vand, har du en molkoncentration på 2,16 mol ÷ 2 liter = 1,08 mol pr. Liter. Du kan også udtrykke dette som 1,08 M, hvor "M" står for "molær."
Formel til opløsningspotentiale
Når du først har kendt ioniseringspotentialet (i) og den molære koncentration (C), ved du, hvor mange partikler opløsningen indeholder. Du relaterer dette til osmotisk tryk ved at multiplicere med trykkonstanten (R), som er 0,0831 liter bar / mol oK. Da trykket er afhængig af temperaturen, skal du også faktor dette i ligningen ved at multiplicere med temperaturen i grader Kelvin, hvilket er lig temperaturen i grader Celsius plus 273. Formlen for opløst potentiale (ψs) er:
ψs = iCRT
Eksempel
Beregn opløsningsmuligheden for en 0,25 M opløsning af calciumchlorid ved 20 grader Celsius.
Calciumchlorid dissocieres fuldstændigt i calcium- og klorioner, så dets ioniseringskonstant er 2, og temperaturen i grader Kevin er (20 + 273) = 293 K. Det opløste potentiale er derfor (2 • 0,25 mol / liter • 0,0831 liter bar / mol K • 293 K)
= 12,17 søjler.