Sådan beregnes Solute Potential

Osmose er en vital proces for levende organismer. Det er fænomenet, hvor vand vandrer over en halvgennemtrængelig barriere fra siden med den mindste koncentration af opløste stoffer til den side med den mest koncentrerede koncentration. Kraften kører denne proces er osmotisk tryk, og det afhænger af koncentrationen af ​​opløst stof på begge sider af barrieren. Jo større forskellen er, desto stærkere er det osmotiske tryk. Denne forskel kaldes opløst potentiale, og det afhænger af temperatur og antal opløste partikler, som du kan beregne ud fra den molære koncentration og en mængde kaldet ioniseringskonstanten.

TL; DR (For længe; Didn 't Læs)

Det opløste potentiale (ψs) er produktet af opløsningskonstanten (i) af opløste stoffet, dets molære koncentration (C), temperaturen i Kelvins (T) og en konstant kaldet trykket konstant (R). I matematisk form:

ψs = iCRT

Ionisering Konstant

Når et opløst opløses i vand, bryder det ind i dets komponentioner, men det kan ikke lade sig gøre helt, afhængigt af på dens sammensætning. Joniseringskonstanten, også kaldet dissociationskonstanten, er summen af ​​ioner til fagforbundne molekyler af opløst stof. Med andre ord er det antallet af partikler, som det faste stof vil gøre i vand. Salte, der opløses fuldstændigt, har en ioniseringskonstant på 2. Molekyler, som forbliver intakte i vand, såsom saccharose og glucose, har en ioniseringskonstant på 1.

Molarkoncentration

Du bestemmer koncentrationen af partikler ved beregning af molær koncentration eller molaritet. Du ankommer til denne mængde, som udtrykkes i mol pr. Liter, ved at beregne antallet af mol opløst stof og dividere efter volumenet af opløsningen.

For at finde antallet af mol opløst stof, divider vægten af opløst ved molekylvægten af ​​forbindelsen. For eksempel har natriumchlorid en molekylvægt på 58 g /mol, så hvis du har en prøve, der vejer 125 g, har du 125 g ÷ 58 g /mol = 2,16 mol. Nu divideres antallet af mol opløst stof i volumenet af opløsningen for at finde den molære koncentration. Hvis du opløse 2,16 mol natriumchlorid i 2 liter vand, har du en molær koncentration på 2,16 mol ÷ 2 liter = 1,08 mol pr. Liter. Du kan også udtrykke dette som 1,08 M, hvor "M" står for "molar".

Formel for løsningsmulighed

Når du kender ioniseringspotentialet (i) og den molære koncentration (C ), ved du, hvor mange partikler opløsningen indeholder. Du relaterer dette til osmotisk tryk ved at multiplicere med trykkonstanten (R), som er 0,0831 liter bar /mol ^{oK. Da trykket er afhængigt af temperatur, skal du også faktorere dette i ligningen ved at gange med temperaturen i grader Kelvin, hvilket er lig med temperaturen i grader Celsius plus 273. Formlen for opløst potentiale (ψs) er:}

ψs = iCRT

Eksempel

Beregn løsningsmiddelpotentialet for en 0,25 M opløsning af calciumchlorid ved 20 grader Celsius.

Kalkchlorid dissocieres fuldstændigt til calcium og chlor ioner, så dens ioniseringskonstant er 2, og temperaturen i grader Kevin er (20 + 273) = 293 K. Det opløste potentiale er derfor (2 • 0,25 mol /liter • 0,0831 liter bar /mol K • 293 K)

= 12,17 barer.