İçerik
Osmoz, canlı organizmalar için hayati bir süreçtir. Suyun, en az çözünen konsantrasyonlu, yandan en fazla konsantre olan tarafa, yarı geçirgen bir bariyerden geçmesi olgusu. Bu işlemi yönlendiren kuvvet ozmotik basınçtır ve bariyerin her iki tarafındaki çözünen konsantrasyonuna bağlıdır. Fark ne kadar büyük olursa, ozmotik basınç o kadar güçlü olur. Bu fark, çözünme potansiyeli olarak adlandırılır ve molar konsantrasyondan ve iyonlaşma sabiti olarak adlandırılan bir miktardan hesaplayabileceğiniz sıcaklığa ve çözünen parçacıkların sayısına bağlıdır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Çözünme potansiyeli (ψs), çözünen maddenin iyonlaşma sabitinin (i), molar konsantrasyonunun (C), Kelvins (T) içindeki sıcaklık ve basınç sabiti (R) olarak adlandırılan bir sabitin ürünüdür. Matematiksel biçimde:
ψs = iCRT
İyonlaşma Sabiti
Bir çözünen su içinde çözüldüğünde bileşen iyonlarına ayrılır, ancak bileşimine bağlı olarak tamamen yapamayabilir. Ayrışma sabiti olarak da adlandırılan iyonlaşma sabiti, iyonize edilmiş çözünmüş molekül moleküllerinin iyonlarının toplamıdır. Başka bir deyişle, çözünen maddenin suda yapacağı parçacıkların sayısı. Tamamen çözünen tuzlar 2 iyonlaşma sabitine sahiptir. Sükroz ve glukoz gibi su içerisinde sağlam kalan moleküller 1 iyonizasyon sabitine sahiptir.
Molar konsantrasyon
Molar konsantrasyonunu veya molariteyi hesaplayarak parçacıkların konsantrasyonunu belirlersiniz. Çözeltinin mol sayısını hesaplayarak ve çözelti hacmine bölerek litre başına mol cinsinden ifade edilen bu miktara ulaşırsınız.
Çözeltinin mol sayısını bulmak için çözeltinin ağırlığını bileşiğin moleküler ağırlığına bölün. Örneğin, sodyum klorürün moleküler ağırlığı 58 g / mol'dür, yani 125 g ağırlığındaki bir örneğiniz varsa, 125 g ÷ 58 g / mol = 2.16 molünüz olur. Şimdi, mol konsantrasyonunu bulmak için çözünen mol sayısını çözeltinin hacmine bölün. 2 litre suda 2.16 mol sodyum klorür eritirseniz, litre başına 2.16 mol ÷ 2 litre = 1.08 mol mol konsantrasyonunuz vardır. Bunu ayrıca "M" nin "molar" anlamına geldiği 1.08 M olarak da ifade edebilirsiniz.
Solute Potansiyeli için Formül
İyonlaşma potansiyelini (i) ve molar konsantrasyonunu (C) öğrendikten sonra, çözeltinin kaç tane parçacık içerdiğini bilirsiniz. Bunu, 0.0831 litre bar / mol olan basınç sabiti (R) ile çarparak ozmotik basınçla ilişkilendirirsiniz. ÖK: Basınç sıcaklığa bağlı olduğundan, bunu Santigrat derece 273 derece sıcaklığına eşit olan Kelvin derece cinsinden sıcaklıkla çarparak da denklemi hesaba katmalısınız. Çözünme potansiyeli formülü (ψs):
ψs = iCRT
Örnek
20 santigrat derece bir 0.25 M kalsiyum klorür çözeltisinin çözünme potansiyelini hesaplayın.
Kalsiyum klorür tamamen kalsiyum ve klor iyonlarına ayrışır, bu nedenle iyonlaşma sabiti 2'dir ve Kevin cinsinden sıcaklık (20 + 273) = 293 K'dır. Çözünme potansiyeli bu nedenle (2 • 0.25 mol / litre • 0.0831 litre bar / köstebek K • 293 K)
= 12,17 bar.