आसमाटिक दबाव की गणना। आसमाटिक दबाव की गणना कैसे करें?

परासरण दाब परासरण को अनायास होने से रोकने के लिए आवश्यक दबाव के रूप में संक्षेप में परिभाषित किया जा सकता है a प्रणाली, अर्थात्, एक अधिक तनु विलयन से विलायक एक झिल्ली के माध्यम से अधिक सांद्रित विलयन में जाता है अर्धपारगम्य।

लेकिन कैसे ऑस्मोस्कोपी है संयुक्त स्वामित्व, यह कारक घुले हुए कणों की मात्रा पर निर्भर करता है, जो आणविक और आयनिक समाधानों के लिए भिन्न होता है। इसलिए, इन दोनों मामलों के लिए आसमाटिक दबाव (π) की गणना करने का तरीका भी अलग है।

आण्विक विलयन वे होते हैं जिनमें विलेय जल में आयनित नहीं होता है, अर्थात यह आयन नहीं बनाता है, लेकिन इसके अणु बस एक दूसरे से अलग हो जाते हैं और विलयन में घुल जाते हैं। इन मामलों में, आसमाटिक दबाव की गणना निम्नलिखित गणितीय अभिव्यक्ति द्वारा की जा सकती है:

= एम। ए। टी

एम = समाधान मोलरिटी (मोल/एल);
R = पूर्ण गैसों का सार्वत्रिक नियतांक, जो 0.082 atm के बराबर होता है। एल मोल^-1. क^-1 या 62.3 मिमी एचजी एल। मोल^-1. क^-1;
टी = पूर्ण तापमान, केल्विन में दिया गया।

यह अभिव्यक्ति वैज्ञानिक जैकबस हेनरिकस वैन टी हॉफ जूनियर द्वारा प्रस्तावित की गई थी, जब उन्होंने देखा कि आसमाटिक दबाव का व्यवहार आदर्श गैस द्वारा दिखाए गए व्यवहार के समान है। इससे वैन टी हॉफ जूनियर ने आदर्श गैस समीकरण (पीवी = एनआरटी) के माध्यम से आसमाटिक दबाव (π) को निर्धारित करने का एक तरीका प्रस्तावित किया।

उदाहरण के लिए, यदि हम चीनी को पानी के साथ मिलाते हैं, तो हमारे पास एक आणविक घोल होगा, क्योंकि चीनी (सुक्रोज) एक आणविक यौगिक है जिसका सूत्र C है।₁₂एच₂₂हे_11. इसके अणु बस पानी से अलग हो जाते हैं, एक दूसरे से अलग हो जाते हैं, पूरे और अविभाजित रहते हैं।

सी₁₂एच₂₂हे_{11(रों)}→सी₁₂एच₂₂हे_{11(एक्यू)}

उपस्थित अणुओं की मात्रा की गणना मोलों की संख्या और अवोगाद्रो की संख्या के बीच संबंध द्वारा की जाती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

C. का 1 मोल₁₂एच₂₂हे₁₁→_(ओं)1 तिलसी₁₂एच₂₂हे_{11(एक्यू)}
6,0. 10²³ अणुओं→6,0. 10²³ अणुओं

ध्यान दें कि घुले हुए अणुओं की मात्रा वही रहती है जो पानी में घुलने से पहले थी।

इस प्रकार, यदि हम 0°C (273 K) के तापमान पर 1.0 mol/L सुक्रोज घोल पर विचार करते हैं, तो इस घोल के परासरण को रोकने के लिए जो दबाव डाला जाना चाहिए, वह बराबर होना चाहिए:

= एम। ए। टी
= (1.0 मोल/ली)। (0.082 एटीएम। एल मोल^-1. क^-1). (273K)
π ≈ २२.४ एटीएम

लेकिन यदि विलयन आयनिक है, तो विलयन में घुले कणों की मात्रा उतनी नहीं होगी जितनी शुरुआत में रखी गई राशि, के गठन के साथ आयनिक विलेय का आयनीकरण या पृथक्करण होगा आयन

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उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए कि 1.0 mol HCℓ विलायक के 1 L में घुल जाता है, क्या हमारे पास 1 mol/L की सांद्रता होगी जैसे कि चीनी के साथ हुआ था? नहीं, क्योंकि HCℓ का जल में आयनन निम्न प्रकार से होता है:

एचसीℓ → एच⁺_{(यहां)} + सी^-_{(यहां)}
↓ ↓ ↓
१ मोल 1 मोल 1 मोल
1 मोल/ली 2 मोल/ली

ध्यान दें कि 1.0 mol विलेय से 2.0 mol विलेय बनता है, जो घोल की सांद्रता को प्रभावित करता है और, परिणामस्वरूप, आसमाटिक दबाव का मान।

एक और उदाहरण देखें:

फरवरी₃ → फे³⁺ + 3 भाई^-
↓ ↓ ↓
१ मोल 1 मोल 3 मोल
1 मोल/ली 4 मोल/ली

देख लिया आपने? आयनिक विलयनों की सांद्रता विलेय से विलेय में भिन्न होती है, क्योंकि उत्पन्न आयनों की मात्रा भिन्न होती है। इस प्रकार, आयनिक समाधानों के आसमाटिक दबाव की गणना करते समय, इस राशि को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

इस कारण से, आपको प्रत्येक आयनिक विलयन के लिए एक सुधार कारक का परिचय देना चाहिए, जिसे. कहा जाता है वैंट हॉफ फैक्टर (इसके निर्माता के सम्मान में) और "अक्षर" द्वारा दर्शाया गया हैमैं”. उल्लिखित एचसी समाधान का वैनट हॉफ कारक (i) 2 है और FeBr समाधान का है₃ é 4.

आयनिक समाधानों के आसमाटिक दबाव की गणना करने के लिए उपयोग की जाने वाली गणितीय अभिव्यक्ति वही है जो आणविक समाधानों के साथ-साथ वैंट हॉफ कारक के लिए उपयोग की जाती है:

= एम। ए। टी मैं

उल्लिखित HCℓ और FeBr समाधानों के लिए यह गणना देखें₃ 0ºC के समान तापमान पर और यह देखते हुए कि दोनों समाधानों में 1.0 mol/L की सांद्रता है।

एचसी:

= एम। ए। टी मैं
= (1.0 मोल/ली)। (0.082 एटीएम। एल मोल^-1. क^-1). (273K)। (2)
π ≈ 44.8 एटीएम

फरवरी₃:

= एम। ए। टी मैं
= (1.0 मोल/ली)। (0.082 एटीएम। एल मोल^-1. क^-1). (273K)। (4)
π ≈ 89.6 एटीएम

इन गणनाओं से पता चलता है कि, समाधान की सांद्रता जितनी अधिक होगी, आसमाटिक दबाव उतना ही अधिक होगा।यह समझ में आता है क्योंकि ऑस्मोसिस होने की प्रवृत्ति अधिक होगी और इसे रोकने में सक्षम होने के लिए हमें अधिक दबाव भी लागू करना होगा।

जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक