Perhitungan tekanan osmotik. Bagaimana cara menghitung tekanan osmotik?

ITU Tekanan Osmotik secara singkat dapat didefinisikan sebagai tekanan yang diperlukan untuk mencegah terjadinya osmosis secara spontan dalam sistem, yaitu pelarut dari larutan yang lebih encer berpindah ke larutan yang lebih pekat melalui membran semipermeabel.

Tapi bagaimana caranya? osmoskopi aku s kepemilikan bersama, faktor ini tergantung pada jumlah partikel terlarut, yang berbeda untuk larutan molekuler dan ionik. Oleh karena itu, cara menghitung tekanan osmotik (π) juga berbeda untuk kedua kasus ini.

Larutan molekuler adalah larutan di mana zat terlarut tidak terionisasi dalam air, yaitu, tidak membentuk ion, tetapi molekulnya hanya terpisah satu sama lain dan dilarutkan dalam larutan. Dalam kasus ini, perhitungan tekanan osmotik dapat dilakukan dengan ekspresi matematis berikut:

= M SEBUAH. T

M = molaritas larutan (mol/L);
R = konstanta universal gas sempurna, yang sama dengan 0,082 atm. L mol^-1. K^-1 atau 62,3 mm Hg L. mol^-1. K^-1;
T = suhu mutlak, diberikan dalam Kelvin.

Ungkapan ini diusulkan oleh ilmuwan Jacobus Henricus Van 't Hoff Junior setelah ia mengamati bahwa tekanan osmotik memiliki perilaku yang sangat mirip dengan yang ditunjukkan oleh gas ideal. Dari sini, Van 't Hoff Júnior mengusulkan cara untuk menentukan tekanan osmotik (π) melalui persamaan gas ideal (PV = nRT).

Misalnya, jika kita mencampur gula dengan air, kita akan memiliki larutan molekul, karena gula (sukrosa) adalah senyawa molekul yang rumusnya adalah C₁₂H₂₂HAI_11. Molekulnya hanya dipisahkan oleh air, saling melepaskan, tetap utuh dan tidak terbagi.

Ç₁₂H₂₂HAI_11(s)→Ç₁₂H₂₂HAI_11(aq)

Jumlah molekul yang ada dihitung melalui hubungan antara jumlah mol dan jumlah Avogadro, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

1 mol C₁₂H₂₂HAI₁₁→_(s)1 mol dariÇ₁₂H₂₂HAI_11(aq)
6,0. 10²³ molekul→6,0. 10²³ molekul

Perhatikan bahwa jumlah molekul terlarut tetap sama seperti sebelum mereka dilarutkan dalam air.

Jadi, jika kita mempertimbangkan larutan sukrosa 1,0 mol/L pada suhu 0°C (273 K), tekanan yang harus diberikan untuk mencegah osmosis larutan ini harus sama dengan:

= M SEBUAH. T
= (1,0 mol/L). (0,082 atm. L mol^-1. K^-1). (273K)
π ≈ 22,4 atm

Tetapi jika larutan bersifat ionik, jumlah partikel yang terlarut dalam larutan tidak akan sama dengan jumlah ditempatkan di awal, karena akan ada ionisasi atau disosiasi zat terlarut ionik dengan pembentukan ion.

Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)

Sebagai contoh, bayangkan 1,0 mol HC dilarutkan dalam 1 L pelarut, akankah kita memiliki konsentrasi 1 mol/L seperti yang terjadi pada gula? Tidak, karena HC mengalami ionisasi dalam air sebagai berikut:

HCℓ → H⁺_(sini) + Cℓ^-_(sini)
↓ ↓ ↓
1 mol 1 mol 1 mol
1 mol/L 2 mol/L

Perhatikan bahwa 1,0 mol zat terlarut membentuk 2,0 mol zat terlarut, yang mempengaruhi konsentrasi larutan dan, akibatnya, nilai tekanan osmotik.

Lihat contoh lain:

FeBr₃ → Fe³⁺ + 3 Br^-
↓ ↓ ↓
1 mol 1 mol 3 mol
1 mol/L 4 mol/L

Apakah kamu melihat? Konsentrasi larutan ionik bervariasi dari zat terlarut ke zat terlarut, karena jumlah ion yang dihasilkan berbeda. Jadi, ketika menghitung tekanan osmotik larutan ionik, jumlah ini perlu diperhitungkan.

Untuk alasan ini, Anda harus memasukkan faktor koreksi untuk setiap larutan ionik, yang disebut Faktor Van't Hoff (untuk menghormati penciptanya) dan dilambangkan dengan huruf “saya”. Faktor Van't Hoff (i) dari larutan larutan HC tersebut adalah 2 dan dari larutan FeBr₃ é 4.

Ekspresi matematika yang digunakan untuk menghitung tekanan osmotik larutan ionik sama dengan yang digunakan untuk larutan molekuler ditambah faktor Van't Hoff:

= M SEBUAH. T. saya

Lihat perhitungan ini untuk solusi HCℓ dan FeBr yang disebutkan₃ pada suhu yang sama 0ºC dan mempertimbangkan bahwa kedua larutan memiliki konsentrasi 1,0 mol/L.

HCℓ:

= M SEBUAH. T. saya
= (1,0 mol/L). (0,082 atm. L mol^-1. K^-1). (273K). (2)
π ≈ 44.8 atm

FeBr₃:

= M SEBUAH. T. saya
= (1,0 mol/L). (0,082 atm. L mol^-1. K^-1). (273K). (4)
π ≈ 89,6 atm

Perhitungan ini menunjukkan bahwa, semakin besar konsentrasi larutan, semakin besar tekanan osmotiknya.Ini masuk akal karena kecenderungan terjadinya osmosis akan lebih besar dan kita juga perlu menerapkan tekanan yang lebih besar untuk dapat menghentikannya.

Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia