THE Osmotski tlak lahko na kratko definiramo kot tlak, ki je potreben za preprečitev spontanega pojava osmoze v a sistem, to pomeni, da topilo iz bolj razredčene raztopine prehaja v bolj koncentrirano skozi membrano polprepustna.
Ampak kako osmoskopija je solastništvo, ta faktor je odvisen od količine raztopljenih delcev, ki je za molekularne in ionske raztopine različna. Zato je način izračunavanja osmotskega tlaka (π) tudi za ta dva primera drugačen.
Molekularne raztopine so tiste, pri katerih se topljena snov ne ionizira v vodi, torej ne tvori ionov, temveč se njene molekule preprosto ločijo med seboj in se raztopijo v raztopini. V teh primerih lahko izračun osmotskega tlaka opravimo z naslednjim matematičnim izrazom:
π = M. A. T
M = molarnost raztopine (mol / L);
R = univerzalna konstanta popolnih plinov, ki je enaka 0,082 atm. L. mol-1. K-1 ali 62,3 mm Hg L. mol-1. K-1;
T = absolutna temperatura, podana v Kelvinih.
Ta izraz je predlagal znanstvenik Jacobus Henricus Van 't Hoff Junior, potem ko je opazil, da ima osmotski tlak vedenje, zelo podobno tistemu, ki ga kaže idealen plin. Iz tega je Van 't Hoff Júnior predlagal način določanja osmotskega tlaka (π) z enačbo idealnega plina (PV = nRT).
Če na primer sladkor zmešamo z vodo, bomo imeli molekularno raztopino, ker je sladkor (saharoza) molekularna spojina, katere formula je C12H22O11. Njene molekule preprosto loči voda, ločijo se druga od druge, ostanejo cele in nerazdeljene.
Ç12H22O11 (s)→Ç12H22O11 (aq)
Količina prisotnih molekul se izračuna na podlagi razmerja med številom molov in številom Avogadro, kot je prikazano spodaj:
1 mol C12H22O11→(s)1 molÇ12H22O11 (aq)
6,0. 1023 molekul→6,0. 1023 molekul
Upoštevajte, da količina raztopljenih molekul ostane enaka kot pred raztapljanjem v vodi.
Če torej upoštevamo 1,0 mol / L raztopine saharoze pri temperaturi 0 ° C (273 K), mora biti tlak, ki ga moramo izvajati, da preprečimo osmozo te raztopine, enak:
π = M. A. T
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273.000)
π ≈ 22,4 atm
Če pa je raztopina ionska, količina delcev, raztopljenih v raztopini, ne bo enaka kot na začetku, saj bo prišlo do ionske disociacije ali ionizacije topljene snovi z nastankom ioni.
Na primer, predstavljajmo si, da se 1,0 mol HCl raztopi v 1 L topila, ali bomo imeli koncentracijo 1 mol / L, kot se je zgodilo s sladkorjem? Ne, ker HCℓ v vodi ionizira na naslednji način:
HCℓ → H+(tukaj) + Cℓ-(tukaj)
↓ ↓ ↓
1 mol 1 mol 1 mol
1 mol / l 2 mol / l
Upoštevajte, da je 1,0 mol topljene snovi ustvaril 2,0 mol topljene snovi, kar vpliva na koncentracijo raztopine in posledično na vrednost osmotskega tlaka.
Glej drug primer:
FeBr3 → Fe3+ + 3 br-
↓ ↓ ↓
1 mol 1 mol 3 mol
1 mol / l 4 mol / l
Ali si videl? Koncentracija ionskih raztopin se od raztopljene do raztopljene razlikuje, saj je količina ustvarjenih ionov različna. Tako je treba pri izračunu osmotskega tlaka ionskih raztopin upoštevati to količino.
Iz tega razloga morate uvesti korekcijski faktor za vsako ionsko raztopino, ki se imenuje Van't Hoffov faktor (v čast njegovega ustvarjalca), simbolizira pa ga črka "jaz”. Van't Hoffov faktor (i) omenjene raztopine HC solução je 2 in faktor FeBr3 é 4.
Matematični izraz, uporabljen za izračun osmotskega tlaka ionskih raztopin, je enak izrazu, ki se uporablja za molekularne raztopine in Van't Hoffov faktor:
π = M. A. T. jaz
Oglejte si ta izračun za omenjene rešitve HCℓ in FeBr3 pri isti temperaturi 0 ° C in ob upoštevanju, da imata obe raztopini koncentracijo 1,0 mol / l.
HCℓ:
π = M. A. T. jaz
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273K). (2)
π ≈ 44,8 atm
FeBr3:
π = M. A. T. jaz
π = (1,0 mol / L). (0,082 atm. L. mol-1. K-1). (273K). (4)
π ≈ 89,6 atm
Ti izračuni kažejo, da večja kot je koncentracija raztopine, večji je osmotski tlak.To je smiselno, ker bo težnja po pojavu osmoze večja, poleg tega pa bomo morali izvajati večji pritisk, da jo bomo lahko ustavili.
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-pressao-osmotica.htm