Hoe osmotische druk te berekenen

De osmotische druk van een oplossing is de minimale hoeveelheid druk die nodig is om te voorkomen dat er water in stroomt over een semipermeabel membraan. Osmotische druk weerspiegelt ook hoe gemakkelijk water via osmose in de oplossing kan komen, net als via een celmembraan. Voor een verdunde oplossing voldoet osmotische druk aan een vorm van de ideale gaswet en kan deze worden berekend op voorwaarde dat u de concentratie van de oplossing en de temperatuur kent.

Osmotische druk probleem

Wat is de osmotische druk van een oplossing bereid door 13,65 g sucrose (C₁₂H₂₂O₁₁) tot voldoende water om 250 ml oplossing te maken bij 25 ° C?
Oplossing:
Osmose en osmotische druk houden verband met elkaar. Osmose is de stroom van een oplosmiddel in een oplossing door een semipermeabel membraan. Osmotische druk is de druk die het proces van osmose stopt. Osmotische druk is een colligatieve eigenschap van een stof, omdat deze afhankelijk is van de concentratie van de opgeloste stof en niet van de chemische aard ervan.
Osmotische druk wordt uitgedrukt door de formule:
Π = iMRT (let op hoe het lijkt op de PV = nRT-vorm van de Ideal Gas Law)
waar
Π is de osmotische druk in atm
i = van 't Hoff-factor van de opgeloste stof
M = molaire concentratie in mol / L
R = universele gasconstante = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolute temperatuur in K

Stap 1, vind de concentratie van sucrose

Zoek hiervoor de atoomgewichten van de elementen in de verbinding op:
Uit het periodiek systeem:
C = 12 g / mol
H = 1 g / mol
O = 16 g / mol

Gebruik de atoomgewichten om de molaire massa van de verbinding te vinden. Vermenigvuldig de subscripts in de formule maal het atoomgewicht van het element. Als er geen subscript is, betekent dit dat er één atoom aanwezig is.
molaire massa sucrose = 12 (12) + 22 (1) + 11 (16)
molaire massa sucrose = 144 + 22 + 176
molaire massa sucrose = 342
n_sucrose = 13,65 g x 1 mol / 342 g
n_sucrose = 0,04 mol
M_sucrose = n_sucrose/Volume_oplossing
M_sucrose = 0,04 mol / (250 ml x 1 L / 1000 ml)
M_sucrose = 0,04 mol / 0,25 L
M_sucrose = 0,16 mol / l

Stap 2, vind absolute temperatuur

Vergeet niet dat de absolute temperatuur altijd in Kelvin wordt gegeven. Als de temperatuur wordt gegeven in Celsius of Fahrenheit, converteer deze dan naar Kelvin.

T = ° C + 273
T = 25 + 273
T = 298 K.

Stap 3, bepaal het busje 't Hoff-factor

Sucrose dissocieert niet in water; daarom is de van 't Hoff-factor = 1.

Stap 4, zoek de osmotische druk

Steek de waarden in de vergelijking om de osmotische druk te vinden.

Π = iMRT
Π = 1 x 0,16 mol / L x 0,08206 L · atm / mol · K x 298 K
Π = 3,9 atm
Antwoord:
De osmotische druk van de sucrose-oplossing is 3,9 atm.

Tips voor het oplossen van problemen met osmotische druk

Het grootste probleem bij het oplossen van het probleem is het kennen van de van't Hoff-factor en het gebruik van de juiste eenheden voor termen in de vergelijking. Als een oplossing oplost in water (bijv. Natriumchloride), is het noodzakelijk om ofwel de van't Hoff-factor te krijgen of anders op te zoeken. Werk in eenheden van atmosferen voor druk, Kelvin voor temperatuur, mol voor massa en liters voor volume. Bekijk significante cijfers als eenheidsconversies vereist zijn.