OSMOTICKÝ TLAK: CO TO JE A JAK VYPOČÍTAT?
Úvod
Osmotický tlak je jednou z hlavních vlastností chemických systémů. Vztahuje se k tlaku potřebnému k zastavení čistého pohybu vody nebo jiného roztoku přes semipermeabilní membránu. Tento tlak souvisí se stupněm rozpuštění látky v roztoku. Níže vysvětlíme trochu více o osmotickém tlaku a jak jej vypočítat.
Co je osmotický tlak?
Osmotický tlak nastává, když se rozpustné částice rozpouštějí v kapalině, jako je voda, což způsobuje sílu na integritu membrány. Tento tlak lze měřit manometrem. Tato síla je úměrná koncentraci částic a tedy množství přítomné rozpuštěné látky.
Jak vypočítat osmotický tlak?
Osmotický tlak roztoku lze vypočítat podle následujícího vzorce:
Osmotický tlak (P) = koncentrace rozpuštěné látky (c) x osmotická konstanta (K)
Kde je koncentrace rozpuštěné látky vyjádřena v mol/l a osmotická konstanta je konstantní hodnota, která závisí na teplotě (K = 0,086, pokud se měří při 20 °C).
Příklad výpočtu
Pokud je rozpuštěnou látkou NaCl o koncentraci 0,01 mol/l, osmotický tlak se vypočítá takto:
Osmotický tlak (P) = 0,01 mol/L x 0,086 K = 0,0086 atmosféry (atm)
Závěr
Osmotický tlak je důležitý a velmi užitečný chemický koncept pro měření síly rozpouštění látky v roztoku. Osmotický tlak lze snadno vypočítat pomocí uvedeného vzorce.
Osmotický tlak: Co to je a jak jej vypočítat?
Osmotický tlak je pojem ve vědě, který se týká tlaku vyvíjeného roztokem v uzavřené nádobě v důsledku molekulárních pohybů. Tento tlak vzniká v důsledku nerovnováhy mezi částicemi ve solném roztoku a čistotou vody. To způsobí, že voda proudí z roztoku s nízkou čistotou do roztoku s vyšší čistotou. Tlak, který se tvoří v uzavřené nádobě, se nazývá „osmotický tlak“.
Jak se vypočítá osmotický tlak
Osmotický tlak lze vypočítat třemi různými způsoby:
- van't Hoffova metoda: Pro výpočet osmotického tlaku pomocí této techniky se používá následující vzorec: Osmotický tlak (Pa) = molalita x R x T, kde R je plynová konstanta (0.08206 L atm/mol ° K), T je teplota v kelvinech a molalita je koncentrace roztoku.
- Referenční metoda: Referenční metoda se používá k měření osmotického tlaku roztoku v uzavřené nádobě. To se provádí měřením tlakového rozdílu mezi dvěma nádobami s roztoky různého složení. Osmotický tlak se získá z následující rovnice: Osmotický tlak (Pa) = (referenční tlak – atmosférický tlak)/celkový objem.
- Metoda osmometru: Tato metoda je fyzikální nástroj, který se používá k měření osmotického tlaku. Osmometr se skládá ze zařízení s kádinkovou baňkou obsahující referenční roztok. Osmotický tlak se měří pomocí manometru připojeného k digitálnímu tlakoměru. Jednotkou osmotického tlaku jsou pascaly (Pa).
příklad
Předpokládejme, že máme roztok o koncentraci 12 mol/l a teplotě 30°C (303K). Takže osmotický tlak pomocí van't Hoffovy metody by byl:
Osmotický tlak (Pa) = 12 molalita x 0.08206 L atm/mol °K x 303 K = 293.77 Pa.
Osmotický tlak
Osmotický tlak je forma tlaku, která závisí na nestejné chemické koncentraci osmotické látky ve dvou nebo více roztocích. Tento tlak hraje důležitou roli v růstu buněk, svalové kontrakci a mnoha dalších biologických procesech.
Jak se měří osmotický tlak?
Osmotický tlak se měří jednotkou zvanou Osmolalita, která označuje počet osmolů na litr tekutiny. Měří se osmometrem, což je laboratorní zařízení používané ke stanovení obsahu celkových rozpuštěných látek (rozpustných atomů a molekul) v roztoku. Výsledek je vyjádřen v jednotkách osmolality (osmol/L).
Jak se počítá osmotický tlak?
Pro výpočet osmotického tlaku nejprve vypočítejte celkový počet osmolů v roztoku. To se provádí přidáním množství každé ze složek v roztoku a vynásobením jejich koncentrací. Pokud je například v 50 M roztoku 0,5 molů NaCl, pak je počet osmolů 50 molů/l * 0,5 M = 25 osmolů/l. Dále použijte rovnici PV = nRT/V, kde P je tlak, n je počet molů, R je plynová konstanta, T je teplota v Kelvinech a V je objem roztoku.
Jakmile spočítáte počet osmolů, vydělte toto číslo objemem roztoku. Například, pokud má roztok objem 1 litr, pak osmotický tlak je 25 osmolů/l * 1 litr/l = 25 osmolů/l. To je osmotický tlak.
Příklady osmotického tlaku
- Rostlinné buňky expandují, když je jejich vnitřní osmotický tlak nižší než vnější osmotický tlak.
- Zvířata Žijící na Zemi mají uvnitř solný roztok, který je izosmotický s vnějším prostředím, což znamená, že vnitřní a vnější osmotický tlak jsou stejné.
- suchozemské rostliny absorbují vodu ze svého prostředí, obvykle prostřednictvím svých kořenů. Tím se snižuje koncentrace rozpuštěných látek ve vnitřním prostředí, což zvyšuje vnitřní osmotický tlak.
Osmotický tlak je velmi důležitou silou v buněčné biologii a je důležité pochopit, jak vypočítat jeho hodnotu, abyste lépe porozuměli fyziologii živých věcí.