Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Ionisaatiovakio
- Molaarinen pitoisuus
- Kaava liuenneelle potentiaalille
- esimerkki
Osmoosi on tärkeä prosessi eläville organismeille. Sen ilmiö, jossa vesi siirtyy puoliläpäisevän esteen yli sivulta, jolla on vähiten pitoisuutta liuenneita aineita, sivulle, jolla on eniten pitoisuutta. Tämän prosessin vetävä voima on osmoottinen paine, ja se riippuu liuenneen aineen pitoisuudesta esteen molemmille puolille. Mitä suurempi ero, sitä voimakkaampi osmoottinen paine. Tätä eroa kutsutaan liuenneen potentiaaliksi, ja se riippuu lämpötilasta ja liuenneen aineen hiukkasten lukumäärästä, jonka voit laskea moolipitoisuudesta ja määrästä, jota kutsutaan ionisaatiovakioksi.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Liuotetun aineen potentiaali (ψs) on liuenneen aineen ionisaatiovakion (i), sen moolipitoisuuden (C), lämpötilan kelvinissä (T) ja vakion, jota kutsutaan painevakioksi (R), tulo. Matemaattisessa muodossa:
=s = iCRT
Ionisaatiovakio
Kun liuennut aine liukenee veteen, se hajoaa komponentti-ioneihin, mutta se ei välttämättä tee niin täysin koostumuksestaan riippuen. Ionisaatiovakio, jota kutsutaan myös dissosiaatiovakioksi, on ionien summa liukoisen liuottuneiden molekyylien kanssa. Toisin sanoen, sen partikkelien lukumäärä, jonka liukoinen aine tekee vedessä. Täysin liukenevien suolojen ionisaatiovakio on 2. Vedessä ehjinä pysyvien molekyylien, kuten sakkaroosin ja glukoosin, ionisaatiovakio on 1.
Molaarinen pitoisuus
Voit määrittää hiukkasten pitoisuuden laskemalla moolipitoisuuden tai molaarisuuden. Saavutat tämän määrän, joka ilmaistaan moolina litrassa, laskemalla liuenneen aineen moolimäärä ja jakamalla liuoksen tilavuudella.
Liuenneen aineen moolimäärä saadaan jakamalla liuenneen aineen paino yhdisteen moolimassalla. Esimerkiksi natriumkloridin molekyylipaino on 58 g / mol, joten jos näytteesi painaa 125 g, sinulla on 125 g ÷ 58 g / mooli = 2,16 moolia. Jaa nyt liukoisen aineen moolimäärä liuoksen tilavuudella moolipitoisuuden löytämiseksi. Jos liuotat 2,16 moolia natriumkloridia 2 litraan vettä, moolipitoisuus on 2,16 moolia ÷ 2 litraa = 1,08 moolia litrassa. Voit ilmaista tämän myös nimellä 1,08 M, missä "M" tarkoittaa "molaarista".
Kaava liuenneelle potentiaalille
Kun tiedät ionisaatiopotentiaalin (i) ja moolipitoisuuden (C), tiedät kuinka monta hiukkasta liuos sisältää. Yhdistät tämän osmoottiseen paineeseen kertomalla painevakilla (R), joka on 0,0831 litraa bar / mooli OK. Koska paine on riippuvainen lämpötilasta, tämä on myös laskettava yhtälöön kertomalla lämpötila kelvin-asteina, joka on yhtä suuri kuin lämpötila Celsius-asteissa plus 273. Liuotetun potentiaalin (ψs) kaava on:
=s = iCRT
esimerkki
Laske 0,25 M kalsiumkloridiliuoksen liuennut potentiaali 20 celsiusasteessa.
Kalsiumkloridi dissosioituu täysin kalsium- ja kloori-ioneiksi, joten sen ionisaatiovakio on 2 ja lämpötila Kevin-asteina on (20 + 273) = 293 K. Siksi liuenneen potentiaalin on (2 • 0,25 moolia / litra • 0,0831 litraa bar / mooli K • 293 K)
= 12,17 bar.