İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Osmotik (Hidrostatik) Basınç
- Konsantrasyonu Çözmek için Ozmotik Basıncın İlişkisi
- Kendin Test Et
Osmosis, yarı geçirgen bir bariyerle ayrılmış iki konteyner arasında meydana gelen bir işlemdir. Bariyer, su moleküllerinin geçmesine izin verecek kadar büyük, ancak çözünenlerin moleküllerini bloke edecek kadar küçük gözeneklere sahipse, su, daha küçük konsantrasyonda çözünen konsantrasyon ile birlikte, yandan daha büyük konsantrasyona sahip olan taraftan akacaktır. Bu işlem, çözünen konsantrasyonu her iki tarafta da eşit olana veya yandaki basınç dirençli hacim değişikliği, daha büyük bir konsantrasyon ile suyu bariyere geçen kuvveti geçene kadar devam eder. Bu basınç ozmotik veya hidrostatik basınçtır ve iki taraf arasındaki çözünen konsantrasyondaki farkla doğrudan değişir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Geçirimsiz bir bariyer boyunca ozmotik basınç tahrik eden su, bariyerin her iki tarafındaki çözünen konsantrasyonlardaki farkla birlikte artar. Birden fazla çözünen içeren bir çözeltide, toplam çözünen konsantrasyonunu belirlemek için bütün çözünenlerin konsantrasyonlarını toplayın. Ozmotik basınç, bileşimlerine değil sadece çözünen parçacıkların sayısına bağlıdır.
Osmotik (Hidrostatik) Basınç
Ozmozları harekete geçiren gerçek mikroskobik işlem biraz gizemlidir, ancak bilim adamları bunu şöyle açıklar: Su molekülleri sürekli bir hareket halindedir ve konsantrasyonlarını eşitlemek için sınırsız bir kap içinde serbestçe göç ederler. Üzerinden geçebilecekleri kabın içine bir bariyer yerleştirirseniz, bunu yaparlar. Bununla birlikte, bariyerin bir tarafı bariyeri geçemeyecek kadar büyük parçacıklara sahip bir çözelti içeriyorsa, diğer taraftan geçen su moleküllerinin onlarla yer paylaşması gerekir. Her iki taraftaki su moleküllerinin sayısı eşit olana kadar, çözünen ile yandaki hacim artar.
Çözünme konsantrasyonunun arttırılması, su molekülleri için mevcut alanı azaltır, bu da sayılarını azaltır. Bu da, suyun diğer tarafından o tarafa akma eğilimini arttırır. Hafifçe antropomorfize etmek için, su moleküllerinin konsantrasyonundaki fark ne kadar büyük olursa, bariyer boyunca çözünen maddeyi içeren tarafa hareket etmek o kadar çok "ister".
Bilim adamları bu özlem ozmotik basınç veya hidrostatik basınç ve buna ölçülebilir bir miktar diyorlar. Hacmin değişmesini önlemek için sert bir kabın üzerine bir kapak koyun ve suyun en yüksek oranda çözelti konsantrasyonunu ölçerken suyun yükselmesini önlemek için gereken basıncı ölçün. Konsantrasyonda başka bir değişiklik olmadığında, kapak üzerine uyguladığınız basınç, her iki taraftaki konsantrasyonların eşitlendiğini varsayarak, ozmotik basınçtır.
Konsantrasyonu Çözmek için Ozmotik Basıncın İlişkisi
Yerden nemi çeken kökler veya çevreleriyle sıvı alışverişi yapan hücreler gibi çoğu gerçek durumda, kök veya hücre çeperi gibi yarı geçirgen bir bariyerin her iki tarafında belirli miktarda çözelti konsantrasyonu vardır. Ozmoz, konsantrasyonlar farklı olduğu sürece meydana gelir ve ozmotik basınç, konsantrasyon farkı ile doğrudan orantılıdır. Matematiksel olarak:
P = RT (∆C)
T, Kelvins'te sıcaklık olduğunda, ∆C konsantrasyondaki farktır ve R ideal gaz sabitidir.
Ozmotik basınç, çözünen moleküllerin boyutuna veya bunların kompozisyonuna bağlı değildir. Bu sadece bunların kaç tane olduğuna bağlı. Dolayısıyla, bir çözeltide birden fazla çözünen varsa, ozmotik basınç şöyledir:
P = RT (C1 + C2 + ... Cn)
nerede c1 çözünen birinin konsantrasyonu, vb.
Kendin Test Et
Konsantrasyonun ozmotik basınç üzerindeki etkisi hakkında hızlı bir fikir edinmek kolaydır. Bir bardak suya bir çorba kaşığı tuz karıştırın ve bir havuç koyun. Osmoz ile su havuçtan tuzlu suya akacak ve havuç da büzülecektir. Şimdi tuz konsantrasyonunu iki veya üç çorba kaşığına yükseltin ve havuçun ne kadar çabuk ve tam olarak büzüldüğünü kaydedin.
Bir havuç içerisindeki su tuz ve diğer çözünen maddeleri içerir, bu nedenle damıtılmış suya batırırsanız tersi olur: Havuç şişer. Az miktarda tuz ekleyin ve havuçun şişmesi için ne kadar az zaman alacağını veya aynı boyuta şişip şişmediğini kaydedin. Eğer havuç kabarmaz ya da büzülmezse, havuçla aynı tuz konsantrasyonuna sahip bir çözelti yapmayı başardınız.