Cum se calculează presiunea osmotică

Presiunea osmotică a unei soluții este cantitatea minimă de presiune necesară pentru a împiedica apa să curgă în ea peste o membrană semipermeabilă. Presiunea osmotică reflectă de asemenea cât de ușor poate intra apa în soluție prin osmoză, ca de-a lungul unei membrane celulare. Pentru o soluție diluată, presiunea osmotică se supune unei forme din legea ideală a gazelor și poate fi calculată cu condiția să știți concentrația soluției și temperatura.

Problema presiunii osmotice

Care este presiunea osmotică a unei soluții preparate prin adăugarea de 13,65 g de zaharoză (C₁₂H₂₂O₁₁) la apă suficientă pentru a face 250 ml soluție la 25 ° C?
Soluţie:
Osmoza și presiunea osmotică sunt legate. Osmoza este fluxul unui solvent într-o soluție printr-o membrană semipermeabilă. Presiunea osmotică este presiunea care oprește procesul de osmoză. Presiunea osmotică este o proprietate coligativă a unei substanțe, deoarece depinde de concentrația solutului și nu de natura sa chimică.
Presiunea osmotică este exprimată prin formula:
Π = iMRT (rețineți cum seamănă cu forma PV = nRT din Legea gazelor ideale)
Unde
Π este presiunea osmotică în atm
i = van 't Factorul Hoff al solutiei
M = concentrația molară în mol / L
R = constantă de gaz universal = 0,08206 L · atm / mol · K
T = temperatura absolută în K

Pasul 1, Găsiți concentrația zaharozei

Pentru a face acest lucru, căutați greutățile atomice ale elementelor din compus:
Din tabelul periodic:
C = 12 g / mol
H = 1 g / mol
O = 16 g / mol

Folosiți greutățile atomice pentru a găsi masa molară a compusului. Înmulțiți abonamentele în formulă de ori greutatea atomică a elementului. Dacă nu există un abonament, înseamnă că este prezent un atom.
masa molară de zaharoză = 12 (12) + 22 (1) + 11 (16)
masa molară de zaharoză = 144 + 22 + 176
masa molară de zaharoză = 342
n_zaharoză = 13,65 g x 1 mol / 342 g
n_zaharoză = 0,04 mol
M_zaharoză = n_zaharoză/Volum_soluţie
M_zaharoză = 0,04 mol / (250 ml x 1 L / 1000 mL)
M_zaharoză = 0,04 mol / 0,25 L
M_zaharoză = 0,16 mol / L

Pasul 2, Găsiți temperatura absolută

Amintiți-vă, temperatura absolută este întotdeauna dată în Kelvin. Dacă temperatura este dată în Celsius sau Fahrenheit, convertiți-o în Kelvin.

T = ° C + 273
T = 25 + 273
T = 298 K

Pasul 3, Determinați duba 't Factorul Hoff

Zaharoza nu se disociază în apă; prin urmare, factorul van 't Hoff = 1.

Pasul 4, Găsiți presiunea osmotică

Pentru a găsi presiunea osmotică, conectați valorile la ecuație.

Π = iMRT
Π = 1 x 0,16 mol / L x 0,08206 L · atm / mol · K x 298 K
Π = 3,9 atm
Răspuns:
Presiunea osmotică a soluției de zaharoză este de 3,9 atm.

Sfaturi pentru rezolvarea problemelor de presiune osmotică

Cea mai mare problemă la rezolvarea problemei este cunoașterea factorului van't Hoff și utilizarea unităților corecte pentru termenii din ecuație. Dacă o soluție se dizolvă în apă (de exemplu, clorură de sodiu), este necesar să fie dat factorul van't Hoff, fie să-l căutăm. Lucrați în unități de atmosferă pentru presiune, Kelvin pentru temperatură, alunițe pentru masă și litri pentru volum. Urmăriți cifre semnificative dacă sunt necesare conversii de unități.