Hva er osmolariteten til en løsning som inneholder $ 4,00 \% $ (m / v) $ \ ce {NaCl} $ $ (M = \ pu { 58,44 g mol-1}) $ og $ 3,00 \% $ (m / v) glukose $ (M = \ pu {180,18 g mol-1})? $
Jeg vet at du må konvertere prosentandeler til masse soultion / liter løsning og multipliser med antall mol i $ \ ce {NaCl}, $ som er 2 mol:
$ \ pu {2 osmol} $ $ \ ce {NaCl} $ / $ \ pu {1 mol } $ $ \ ce {NaCl} $
men jeg blir kastet av ved å få molær masse.
Kommentarer
- Hint: Osmolaritet er osmotisk molaritet. Molaritet er … Adjektivet osmoti c betyr …
Svar
La oss begynne med å finne molariteten til hver løsemiddel i den løsningen . Vi kommer til osmolaritet senere.
NaCl
Konsentrasjonen av NaCl gitt i problemet er $ 0,04 \ frac {\ text {g }} {\ text {mL}} = 40 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Vi kan dele på molmassen og få $ \ frac {40 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {58.44 \ text {g}} \ approx0.6845 \ text {M.} $ (M representerer molar, eller mol / L.)
Glukose
Konsentrasjonen av glukose gitt i problemet er 0,03 $ \ frac {\ text {g}} {\ text {mL}} = 30 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Vi kan dele med molmassen og få $ \ frac {30 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {180.18 \ text {g}} \ ca.0.1665 \ text {M.} $
Det er på dette punktet vi vurderer skillet mellom osmolaritet og molaritet.
I følge Wikipedia,
$ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} \ phi_in_iC_i $
der
- $ \ phi $ er den osmotiske koeffisienten, som står for graden av ikke-idealitet til> løsning. I det enkleste tilfellet er det graden av løsningen som løsnes. > Så er $ \ phi $ mellom 0 og 1 der 1 indikerer 100% dissosiasjon. Imidlertid kan $ \ phi $ også være større enn 1 (f.eks. For sukrose). For salter forårsaker elektrostatiske effekter $ \ phi $ å være mindre enn 1 selv om 100% dissosiasjon oppstår (se Debye – Hückel-ligning);
- n er antall partikler (f.eks. ioner) som et molekyl dissosierer i.
- C er den molare konsentrasjonen av det oppløste stoffet. .
For øyeblikket skal vi ignorere $ \ phi $ og anta at alt dissosierer perfekt. Vi kan anta denne antagelsen fordi glukose og NaCl generelt oppløses nesten fullstendig i vann.
Fra det får vi $ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} n_iC_i = n_ \ text {NaCl} C_ \ text {NaCl} + n_ \ text {glucose} C_ \ text {glucose} $
Vi vet at NaCl dissosieres i to ioner : Na $ ^ + $ og Cl $ ^ – $ , så $ n_ \ text {NaCl} = 2. $ Glukose dissosierer imidlertid ikke, men forblir snarere som et enkelt molekyl. Derfor $ n_ \ text {glucose} = 1. $
Vi har nå $ \ text {osmolarity} = 2 \ cdot0.6845 + 1 \ cdot0.1665 = \ boxed {1.5355 \ text {osmolar}} $