Mikä on ratkaisun osmolaarisuus, joka sisältää 4,00 dollaria \% $ (m / v) $ \ ce {NaCl} $ $ (M = \ pu { 58,44 g mol-1}) $ ja 3,00 dollaria \% $ (m / v) glukoosi $ (M = \ pu {180,18 g mol-1})? $
Tiedän, että sinun on muunnettava prosenttiosuudet massamääräiseksi / litra-liuokseksi ja kerro moolien määrällä $ \ ce {NaCl}, $ , joka on 2 moolia:
$ \ pu {2 osmol} $ $ \ ce {NaCl} $ / $ \ pu {1 mol } $ $ \ ce {NaCl} $
mutta minua heitetään pois antamalla moolimassa.
Kommentit
- Vinkki: Osmolaarisuus on osmoottinen molaarisuus. Molaarisuus on … Adjektiivi osmoti c tarkoittaa …
vastaus
Aloitetaan etsimällä kunkin liuenneen aineen molaarisuus kyseisestä liuoksesta . Saamme osmolaarisuuteen myöhemmin.
NaCl
Tehtävässä annettu NaCl-pitoisuus on 0,04 dollaria \ frac {\ text {g }} {\ text {mL}} = 40 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Voimme jakaa moolimassaan saamalla $ \ frac {40 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {58.44 \ text {g}} \ noin0.6845 \ text {M.} $ (M edustaa moolia tai mol / L.)
Glukoosi
Tehtävässä annettu glukoosipitoisuus on 0,03 dollaria \ frac {\ text {g}} {\ text {mL}} = 30 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Voimme jakaa moolimassaan saamalla $ \ frac {30 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {180.18 \ text {g}} \ noin0,1665 \ text {M.} $
Tässä vaiheessa tarkastellaan osmolaarisuuden ja molaarisuuden välistä eroa.
Wikipedian mukaan
$ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} \ phi_in_iC_i $
missä
- $ \ phi $ on osmoottinen kerroin, joka vastaa>: n> ratkaisu. Yksinkertaisimmassa tapauksessa se on liuenneen aineen dissosiaation aste. > Sitten $ \ phi $ on välillä 0 ja 1, missä 1 tarkoittaa 100%: n dissosiaatiota. $ \ phi $ voi kuitenkin olla myös suurempi kuin 1 (esim. Sakkaroosille). Suolojen osalta sähköstaattisten vaikutusten vuoksi $ \ phi $ on pienempi kuin 1, vaikka sataprosenttinen dissosiaatio tapahtuu (katso Debye – Hückel-yhtälö);
- n on hiukkasten (esim. ionien) määrä, johon molekyyli dissosioituu.
- C on liuenneen aineen moolipitoisuus;
- indeksi i edustaa tietyn liuenneen aineen identiteettiä .
Tällä hetkellä jätämme huomiotta $ \ phi $ ja oletetaan, että kaikki hajoaa täydellisesti. Voimme tehdä tämän oletuksen, koska glukoosi ja NaCl yleensä liukenevat lähes kokonaan veteen.
Siitä saamme $ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} n_iC_i = n_ \ teksti {NaCl} C_ \ teksti {NaCl} + n_ \ teksti {glukoosi} C_ \ teksti {glukoosi} $
Tiedämme, että NaCl hajoaa kahteen ioniin : Na $ ^ + $ ja Cl $ ^ – $ , joten $ n_ \ text {NaCl} = 2. $ glukoosi ei kuitenkaan hajoa, vaan pysyy yksittäisenä molekyylinä. Siksi $ n_ \ text {gluc} = 1. $
Meillä on nyt $ \ text {osmolarity} = 2 \ cdot0.6845 + 1 \ cdot0.1665 = \ boxed {1.5355 \ text {osmolar}} $