Прорачун осмотског притиска. Како израчунати осмотски притисак?

ТХЕ Осмотски притисак може се укратко дефинисати као притисак неопходан да се спречи спонтана појава осмозе у а систем, односно да растварач из разређенијег раствора кроз мембрану пређе у концентрисанији полупропусна.

Али како да осмоскопија је колективна својина, овај фактор зависи од количине растворених честица, која је различита за молекуларне и јонске растворе. Стога је начин израчунавања осмотског притиска (π) такође различит за ова два случаја.

Молекуларни раствори су они у којима се растворена супстанца не јонизује у води, односно не ствара јоне, већ се њени молекули једноставно одвајају један од другог и растварају се у раствору. У тим случајевима израчунавање осмотског притиска може се извршити помоћу следећег математичког израза:

π = М. А. Т.

М = моларност раствора (мол / Л);
Р = универзална константа савршених гасова, која је једнака 0,082 атм. Л. мол^-1. К.^-1 или 62,3 мм Хг Л. мол^-1. К.^-1;
Т = апсолутна температура, дата у Келвинима.

Овај израз је предложио научник Јацобус Хенрицус Ван 'т Хофф Јуниор након што је приметио да се осмотски притисак понаша врло слично понашању идеалног гаса. Из овога је Ван 'т Хофф Јуниор предложио начин одређивања осмотског притиска (π) кроз једначину идеалног гаса (ПВ = нРТ).

На пример, ако шећер помешамо са водом, добићемо молекуларни раствор, јер је шећер (сахароза) молекуларно једињење чија је формула Ц₁₂Х.₂₂О._11. Његови молекули се једноставно одвајају водом, одвајајући се једни од других, остајући цели и неподељени.

Ц₁₂Х.₂₂О._{11 (с)}→Ц₁₂Х.₂₂О._{11 (вод.)}

Количина присутних молекула израчунава се кроз однос између броја молова и броја Авогадро, као што је приказано доле:

1 мол Ц.₁₂Х.₂₂О.₁₁→_(с)1 молЦ₁₂Х.₂₂О._{11 (вод.)}
6,0. 10²³ молекула→6,0. 10²³ молекула

Имајте на уму да количина растворених молекула остаје иста као пре него што су растворени у води.

Дакле, ако узмемо у обзир раствор сахарозе од 1,0 мол / Л на температури од 0 ° Ц (273 К), притисак који се мора применити да би се спречила осмоза овог раствора треба да буде једнак:

π = М. А. Т.
π = (1,0 мол / Л). (0,082 атм. Л. мол^-1. К.^-1). (273К)
π ≈ 22.4 атм

Али ако је раствор јонски, количина честица растворених у раствору неће бити иста као количина стављена на почетак, јер ће доћи до јонизације или дисоцијације јонске растворене супстанце са формирањем јони.

Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)

На пример, замислите да је 1,0 мол ХЦℓ растворено у 1 Л растварача, да ли ћемо имати концентрацију од 1 мол / Л као што се догодило са шећером? Не, јер ХЦℓ пролази кроз јонизацију у води на следећи начин:

ХЦℓ → Х.⁺_(овде) + Цℓ^-_(овде)
↓ ↓ ↓
1 мол 1 мол 1 мол
1 мол / Л. 2 мол / Л.

Имајте на уму да је 1,0 мол растворене супстанце створило 2,0 мол растворене супстанце, што утиче на концентрацију раствора и, сходно томе, на вредност осмотског притиска.

Погледајте још један пример:

ФеБр₃ → Фе³⁺ + 3 бр^-
↓ ↓ ↓
1 мол 1 мол 3 мол
1 мол / Л. 4 мол / Л.

Јеси ли видео? Концентрација јонских раствора варира од растворене супстанце до растворене супстанце, јер је количина генерисаних јона различита. Дакле, при израчунавању осмотског притиска јонских раствора, ову количину треба узети у обзир.

Из тог разлога морате увести фактор корекције за сваки јонски раствор, који се назива Ван'т Хофф фактор (у част свог творца), а симболизује га слово „и”. Ван'т Хофф фактор (и) поменутог ХЦ ментионед раствора је 2, а ФеБр раствора₃ é 4.

Математички израз који се користи за израчунавање осмотског притиска јонских раствора исти је као онај који се користи за молекуларне растворе плус Ван'т Хофф фактор:

π = М. А. Т. и

Погледајте овај прорачун за поменута ХЦℓ и ФеБр решења₃ на истој температури од 0ºЦ и с обзиром на то да оба раствора имају концентрацију од 1,0 мол / Л.

ХЦℓ:

π = М. А. Т. и
π = (1,0 мол / Л). (0,082 атм. Л. мол^-1. К.^-1). (273К). (2)
π ≈ 44,8 атм

ФеБр₃:

π = М. А. Т. и
π = (1,0 мол / Л). (0,082 атм. Л. мол^-1. К.^-1). (273К). (4)
π ≈ 89,6 атм

Ови прорачуни показују да, што је већа концентрација раствора, то је већи осмотски притисак.То има смисла јер ће тенденција ка осмози бити већа и такође ћемо морати да применимо већи притисак да бисмо је могли зауставити.

Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију