OSMOTICKÝ TLAK: ČO TO JE A AKO VYPOČÍTAŤ?
Úvod
Osmotický tlak je jednou z hlavných vlastností chemických systémov. Vzťahuje sa na tlak potrebný na zastavenie čistého pohybu vody alebo iného roztoku cez semipermeabilnú membránu. Tento tlak súvisí so stupňom rozpustenia látky v roztoku. Nižšie vysvetľujeme trochu viac o osmotickom tlaku a ako ho vypočítať.
Čo je osmotický tlak?
Osmotický tlak nastáva, keď sa rozpustné častice rozpúšťajú v kvapaline, ako je voda, čo spôsobuje silu na integritu membrány. Tento tlak je možné merať manometrom. Táto sila je úmerná koncentrácii častíc a teda množstvu prítomnej rozpustenej látky.
Ako vypočítať osmotický tlak?
Osmotický tlak roztoku možno vypočítať podľa nasledujúceho vzorca:
Osmotický tlak (P) = koncentrácia rozpustenej látky (c) x osmotická konštanta (K)
Kde je koncentrácia rozpustenej látky vyjadrená v mol/l a osmotická konštanta je konštantná hodnota, ktorá závisí od teploty (K = 0,086, ak sa meria pri 20 °C).
Príklad výpočtu
Ak je rozpustenou látkou NaCl s koncentráciou 0,01 mol/l, osmotický tlak sa vypočíta takto:
Osmotický tlak (P) = 0,01 mol/L x 0,086 K = 0,0086 atmosféry (atm)
Záver
Osmotický tlak je dôležitý a veľmi užitočný chemický koncept na meranie sily rozpúšťania látky v roztoku. Osmotický tlak možno ľahko vypočítať pomocou uvedeného vzorca.
Osmotický tlak: čo to je a ako ho vypočítať?
Osmotický tlak je pojem vo vede, ktorý sa vzťahuje na tlak vyvíjaný roztokom v uzavretej nádobe v dôsledku molekulárnych pohybov. Tento tlak vzniká v dôsledku nerovnováhy medzi časticami v soľnom roztoku a čistotou vody. To spôsobí, že voda preteká z roztoku s nízkou čistotou do roztoku s vyššou čistotou. Tlak, ktorý sa tvorí v uzavretej nádobe, sa nazýva „osmotický tlak“.
Ako sa vypočítava osmotický tlak
Osmotický tlak možno vypočítať tromi rôznymi spôsobmi:
- van't Hoffova metóda: Na výpočet osmotického tlaku pomocou tejto techniky sa používa nasledujúci vzorec: Osmotický tlak (Pa) = molalita x R x T, kde R je plynová konštanta (0.08206 L atm /mol ° K), T je teplota v kelvinoch, a molalita je koncentrácia roztoku.
- Referenčná metóda: Referenčná metóda sa používa na meranie osmotického tlaku roztoku v uzavretej nádobe. To sa vykonáva meraním tlakového rozdielu medzi dvoma nádobami s roztokmi rôzneho zloženia. Osmotický tlak sa získa z nasledujúcej rovnice: Osmotický tlak (Pa) = (referenčný tlak – atmosférický tlak)/celkový objem.
- Metóda osmometra: Táto metóda je fyzikálny nástroj používaný na meranie osmotického tlaku. Osmometer pozostáva zo zariadenia s kadičkou obsahujúcou referenčný roztok. Osmotický tlak sa meria pomocou manometra pripojeného k digitálnemu tlakomeru. Jednotkou osmotického tlaku sú pascaly (Pa).
Príklad
Predpokladajme, že máme roztok s koncentráciou 12 mol/l a teplotou 30°C (303K). Takže osmotický tlak pomocou van't Hoffovej metódy by bol:
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, ktorá závisí od nerovnakej chemickej koncentrácie osmotického činidla v dvoch alebo viacerých roztokoch. Tento tlak hrá dôležitú úlohu pri raste buniek, svalovej kontrakcii a mnohých ďalších biologických procesoch.
Ako sa meria osmotický tlak?
Osmotický tlak sa meria jednotkou nazývanou Osmolalita, ktorá vyjadruje počet osmolov na liter kvapaliny. Meria sa osmometrom, čo je laboratórne zariadenie používané na stanovenie obsahu celkových rozpustených látok (rozpustných atómov a molekúl) v roztoku. Výsledok je vyjadrený v jednotkách osmolality (osmol/L).
Ako sa vypočíta osmotický tlak?
Na výpočet osmotického tlaku najskôr vypočítajte celkový počet osmolov v roztoku. To sa robí pridaním množstva každej zo zložiek v roztoku a vynásobením ich koncentráciou. Napríklad, ak je v 50 M roztoku 0,5 mólov NaCl, potom je počet osmolov 50 mólov/l * 0,5 M = 25 osmolov/l. Ďalej použite rovnicu PV = nRT/V, kde P je tlak, n je počet mólov, R je plynová konštanta, T je teplota v Kelvinoch a V je objem roztoku.
Keď vypočítate počet osmolov, vydeľte toto množstvo objemom roztoku. Napríklad, ak má roztok objem 1 liter, potom je osmotický tlak 25 osmolov/l * 1 liter/l = 25 osmolov/l. Toto je osmotický tlak.
Príklady osmotického tlaku
- Rastlinné bunky Rozširujú sa, keď je ich vnútorný osmotický tlak nižší ako vonkajší osmotický tlak.
- Zvieratá ktoré žijú na Zemi, majú vo vnútri soľný roztok, ktorý je izozmotický s vonkajším prostredím, čo znamená, že vnútorný a vonkajší osmotický tlak sú rovnaké.
- suchozemské rastliny Absorbujú vodu zo svojho prostredia, zvyčajne cez korene. Tým sa znižuje koncentrácia rozpustených látok vo vnútornom prostredí, čo zvyšuje vnútorný osmotický tlak.
Osmotický tlak je veľmi dôležitou silou v bunkovej biológii a je dôležité pochopiť, ako vypočítať jeho hodnotu, aby ste lepšie pochopili fyziológiu živých bytostí.