OSMOOTTINEN PAINE: MITÄ SE ON JA MITEN LASKETAAN?
Esittely
Osmoottinen paine on yksi kemiallisten järjestelmien pääominaisuuksista. Se tarkoittaa painetta, joka tarvitaan pysäyttämään veden tai muun liuoksen nettoliike puoliläpäisevän kalvon läpi. Tämä paine liittyy aineen liukenemisasteeseen liuoksessa. Alla selitämme hieman enemmän osmoottisesta paineesta ja sen laskemisesta.
Mikä on osmoottinen paine?
Osmoottinen paine syntyy, kun liukoiset hiukkaset liukenevat nesteeseen, kuten veteen, aiheuttaen voimaa kalvon eheyteen. Tämä paine voidaan mitata manometrillä. Tämä voima on verrannollinen hiukkasten pitoisuuteen ja siten läsnä olevan liuenneen aineen määrään.
Kuinka laskea osmoottinen paine?
Liuoksen osmoottinen paine voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
Osmoottinen paine (P) = liuenneen aineen pitoisuus (c) x osmoottinen vakio (K)
Kun liuenneen aineen pitoisuus ilmaistaan mol/L ja osmoottinen vakio on vakioarvo, joka riippuu lämpötilasta (K = 0,086, jos mitataan 20 °C:ssa).
Laskuesimerkki
Jos liuennut aine on NaCl, jonka pitoisuus on 0,01 mol/L, osmoottinen paine lasketaan seuraavasti:
Osmoottinen paine (P) = 0,01 mol/L x 0,086 K = 0,0086 atmosfääriä (atm)
Yhteenveto
Osmoottinen paine on tärkeä ja erittäin hyödyllinen kemiallinen käsite, jolla mitataan aineen liukenemisvoimakkuutta liuoksessa. Osmoottinen paine voidaan laskea helposti esitetyllä kaavalla.
Osmoottinen paine: mikä se on ja miten se lasketaan?
Osmoottinen paine on tieteen käsite, joka viittaa suljetussa astiassa olevan liuoksen molekyyliliikkeiden aiheuttamaan paineeseen. Tämä paine syntyy suolaliuoksen hiukkasten ja veden puhtauden välisestä epätasapainosta. Tämä saa veden virtaamaan matalapuhtaisesta liuoksesta korkeamman puhtausasteen liuokseen. Suljetussa astiassa muodostuvaa painetta kutsutaan "osmoottiseksi paineeksi".
Miten osmoottinen paine lasketaan
Osmoottinen paine voidaan laskea kolmella eri tavalla:
- van't Hoff -menetelmä: Osmoottisen paineen laskemiseen tällä tekniikalla käytetään seuraavaa kaavaa: Osmoottinen paine (Pa) = molality x R x T, jossa R on kaasuvakio (0.08206 L atm /mol ° K), T on lämpötila kelvineinä ja molaalisuus on liuoksen pitoisuus.
- Viitemenetelmä: Vertailumenetelmää käytetään suljetussa astiassa olevan liuoksen osmoottisen paineen mittaamiseen. Tämä tehdään mittaamalla paine-ero kahden säiliön välillä, joissa on erilaisia koostumuksia. Osmoottinen paine saadaan seuraavasta yhtälöstä: Osmoottinen paine (Pa) = (vertailupaine – ilmakehän paine)/kokonaistilavuus.
- Osmometrimenetelmä: Tämä menetelmä on fyysinen työkalu, jota on käytetty osmoottisen paineen mittaamiseen. Osmometri koostuu laitteesta, jossa on vertailuliuosta sisältävä dekantterilasi. Osmoottinen paine mitataan painemittarilla, joka on yhdistetty digitaaliseen painemittariin. Osmoottisen paineen yksikkö on Pascals (Pa).
esimerkki
Oletetaan, että meillä on liuos, jonka pitoisuus on 12 mol/l ja jonka lämpötila on 30°C (303K). Joten osmoottinen paine van't Hoff -menetelmällä olisi:
Osmoottinen paine (Pa) = 12 molality x 0.08206 L atm/mol °K x 303 K = 293.77 Pa.
Osmoottinen paine
Osmoottinen paine on paineen muoto, joka riippuu osmoottisen aineen epätasaisesta kemiallisesta pitoisuudesta kahdessa tai useammassa liuoksessa. Tällä paineella on tärkeä rooli solujen kasvussa, lihasten supistumisessa ja monissa muissa biologisissa prosesseissa.
Miten osmoottinen paine mitataan?
Osmoottista painetta mitataan osmolaliteettiyksiköllä, joka viittaa osmolien määrään nestelitraa kohti. Se mitataan osmometrillä, joka on laboratoriolaite, jolla määritetään liuenneiden aineiden (liukoisten atomien ja molekyylien) kokonaispitoisuus liuoksessa. Tulos ilmaistaan osmolaliteettiyksiköinä (osmol/l).
Miten osmoottinen paine lasketaan?
Osmoottisen paineen laskemiseksi laske ensin osmolien kokonaismäärä liuoksessa. Tämä tehdään lisäämällä kunkin komponentin määrä liuoksessa ja kertomalla se niiden pitoisuudella. Esimerkiksi, jos 50 M liuoksessa on 0,5 moolia NaCl:a, osmoolien lukumäärä on 50 moolia/l * 0,5 M = 25 osmoolia/l. Käytä seuraavaksi yhtälöä PV = nRT/V, jossa P on paine, n on moolien määrä, R on kaasuvakio, T on lämpötila kelvineinä ja V on liuoksen tilavuus.
Kun olet laskenut osmolien määrän, jaa tämä luku liuoksen tilavuudella. Esimerkiksi jos liuos on tilavuudeltaan 1 litra, niin osmoottinen paine on 25 osmoolia/l * 1 litra/l = 25 osmoolia/l. Tämä on osmoottinen paine.
Esimerkkejä osmoottisesta paineesta
- Kasvisolut ne laajenevat, kun niiden sisäinen osmoottinen paine on pienempi kuin ulkoinen osmoottinen paine.
- Eläimet Maapallolla elävien sisällä on suolaliuosta, joka on isosmoottinen ulkoisen ympäristön kanssa, mikä tarkoittaa, että sisäinen ja ulkoinen osmoottinen paine ovat samat.
- maan kasveja ne imevät vettä ympäristöstään, yleensä juuriensa kautta. Tämä vähentää liuenneiden aineiden pitoisuutta sisäisessä ympäristössä, mikä lisää sisäistä osmoottista painetta.
Osmoottinen paine on erittäin tärkeä voima solubiologiassa, ja on tärkeää ymmärtää, miten sen arvo lasketaan, jotta elävien asioiden fysiologiaa voidaan ymmärtää paremmin.