浸透圧の計算。 浸透圧を計算する方法は？

THE 浸透圧 浸透が自発的に発生するのを防ぐために必要な圧力として簡単に定義することができます システム、つまり、より希薄な溶液からの溶媒が膜を通ってより濃縮された溶液に通過するというシステム 半透性。

しかし、どのように 浸透圧検査 です 共有、この係数は、溶解した粒子の量に依存します。これは、分子溶液とイオン溶液では異なります。 したがって、浸透圧（π）の計算方法もこれら2つの場合で異なります。

分子溶液とは、溶質が水中でイオン化しない、つまりイオンを形成しない溶液ですが、その分子は単に互いに分離し、溶液に溶解します。 これらの場合、浸透圧の計算は次の数式で行うことができます。

π= M。 A。 T

M =溶液のモル濃度（mol / L）;
R =完全ガスの普遍定数。0.082気圧に相当します。 L。 モル^-1. K^-1 または62.3mmHgL。 モル^-1. K^-1;
T =絶対温度、ケルビンで与えられます。

この表現は、浸透圧が理想気体によって示されるものと非常に類似した挙動を示すことを観察した後、科学者ヤコブスヘンリカスヴァントホフジュニアによって提案されました。 このことから、ファントホッフジュニアは理想気体方程式（PV = nRT）を通じて浸透圧（π）を決定する方法を提案しました。

たとえば、砂糖と水を混ぜると、砂糖（ショ糖）は化学式がCの分子化合物であるため、分子溶液が得られます。₁₂H₂₂O_11. その分子は水によって単純に分離され、互いに分離し、全体が分割されないままになります。

Ç₁₂H₂₂O_11（s）→Ç₁₂H₂₂O_11（aq）

存在する分子の量は、以下に示すように、モル数とアボガドロ数の関係から計算されます。

1モルのC₁₂H₂₂O₁₁→_（s）1モルÇ₁₂H₂₂O_11（aq）
6,0. 10²³ 分子→6,0. 10²³ 分子

溶解した分子の量は、水に溶解する前と同じままであることに注意してください。

したがって、0°C（273 K）の温度で1.0 mol / Lのショ糖溶液を検討する場合、この溶液の浸透を防ぐために加えなければならない圧力は次のようになります。

π= M。 A。 T
π=（1.0 mol / L）。 （0.082気圧 L。 モル^-1. K^-1). （273K）
π ≈ 22.4気圧

しかし、溶液がイオン性である場合、溶液に溶解する粒子の量は、 イオン性溶質のイオン化または解離があり、 イオン。

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たとえば、1.0molのHCℓが1Lの溶媒に溶解しているとすると、砂糖の場合と同じように1 mol / Lの濃度になりますか？ いいえ、HCℓは水中で次のようにイオン化されるためです。

HCℓ→H⁺_{（ここに）} +Cℓ^-_{（ここに）}
↓ ↓ ↓
1モル 1モル1モル
1 mol / L 2 mol / L

1.0molの溶質が2.0molの溶質を形成し、これが溶液濃度に影響を与え、その結果、浸透圧の値に影響を与えることに注意してください。

別の例を参照してください。

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

あなたは見ましたか？ イオン溶液の濃度は、生成されるイオンの量が異なるため、溶質ごとに異なります。 したがって、イオン溶液の浸透圧を計算するときは、この量を考慮する必要があります。

このため、各イオン溶液に補正係数を導入する必要があります。これは、 ファントホッフ係数 （その作成者に敬意を表して）そして文字「私”. 上記のHCℓソリューションのファントホッフ係数（i）は2であり、FeBrソリューションのファントホッフ係数（i）は2です。₃ é 4.

イオン性溶液の浸透圧を計算するために使用される数式は、分子溶液にファントホッフ係数を加えたものに使用されるものと同じです。

π= M。 A。 T。 私

上記のHCℓおよびFeBrソリューションについては、この計算を参照してください₃ 0ºCの同じ温度で、両方の溶液の濃度が1.0 mol / Lであることを考慮します。

HCℓ：

π= M。 A。 T。 私
π=（1.0 mol / L）。 （0.082気圧 L。 モル^-1. K^-1). （273K）。 (2)
π ≈ 44.8気圧

FeBr₃:

π= M。 A。 T。 私
π=（1.0 mol / L）。 （0.082気圧 L。 モル^-1. K^-1). （273K）。 (4)
π ≈ 89.6気圧

これらの計算は、次のことを示しています。 溶液の濃度が高いほど、浸透圧は高くなります。これは、浸透が発生する傾向が大きくなり、浸透を止めるためにより大きな圧力をかける必要があるため、理にかなっています。

ジェニファー・フォガサ
化学を卒業