Contenido
- TL; DR (demasiado largo; no leído)
- Constante de ionización
- Concentración molar
- Fórmula para el potencial de soluto
- Ejemplo
La ósmosis es un proceso vital para los organismos vivos. Es el fenómeno por el cual el agua migra a través de una barrera semipermeable desde el lado con la menor concentración de solutos hacia el lado con la mayor concentración. La fuerza que impulsa este proceso es la presión osmótica, y depende de la concentración de soluto en ambos lados de la barrera. Cuanto mayor es la diferencia, más fuerte es la presión osmótica. Esta diferencia se llama potencial de soluto, y depende de la temperatura y el número de partículas de soluto, que puede calcular a partir de la concentración molar y una cantidad llamada constante de ionización.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
El potencial de soluto (ψs) es el producto de la constante de ionización (i) del soluto, su concentración molar (C), la temperatura en Kelvins (T) y una constante llamada constante de presión (R). En forma matemática:
ψs = iCRT
Constante de ionización
Cuando un soluto se disuelve en agua, se rompe en sus iones componentes, pero es posible que no lo haga por completo, dependiendo de su composición. La constante de ionización, también llamada constante de disociación, es la suma de iones a moléculas de soluto sindicalizadas. En otras palabras, es el número de partículas que formará el soluto en el agua. Las sales que se disuelven por completo tienen una constante de ionización de 2. Las moléculas que permanecen intactas en el agua, como la sacarosa y la glucosa, tienen una constante de ionización de 1.
Concentración molar
Usted determina la concentración de partículas calculando la concentración molar o molaridad. Se llega a esta cantidad, que se expresa en moles por litro, calculando la cantidad de moles de soluto y dividiendo por el volumen de la solución.
Para encontrar el número de moles de soluto, divida el peso del soluto por el peso molecular del compuesto. Por ejemplo, el cloruro de sodio tiene un peso molecular de 58 g / mol, por lo que si tiene una muestra que pesa 125 g, tiene 125 g ÷ 58 g / mol = 2.16 moles. Ahora divida el número de moles de soluto por el volumen de solución para encontrar la concentración molar. Si disuelve 2.16 moles de cloruro de sodio en 2 litros de agua, tiene una concentración molar de 2.16 moles ÷ 2 litros = 1.08 moles por litro. También puede expresar esto como 1.08 M, donde "M" significa "molar".
Fórmula para el potencial de soluto
Una vez que conoce el potencial de ionización (i) y la concentración molar (C), sabe cuántas partículas contiene la solución. Usted relaciona esto con la presión osmótica al multiplicar por la constante de presión (R), que es 0.0831 litro bar / mol oK. Dado que la presión depende de la temperatura, también debe factorizar esto en la ecuación multiplicando por la temperatura en grados Kelvin, que es igual a la temperatura en grados Celsius más 273. La fórmula para el potencial de soluto (ψs) es:
ψs = iCRT
Ejemplo
Calcule el potencial de soluto de una solución de cloruro de calcio 0.25 M a 20 grados Celsius.
El cloruro de calcio se disocia completamente en iones de calcio y cloro, por lo que su constante de ionización es 2, y la temperatura en grados Kevin es (20 + 273) = 293 K. El potencial de soluto es por lo tanto (2 • 0.25 moles / litro • 0.0831 litro bar / mole K • 293 K)
= 12,17 bares.