Jaka jest osmolarność rozwiązania, które zawiera 4,00 USD \% $ (m / v) $ \ ce {NaCl} $ $ (M = \ pu { 58,44 g mol-1}) $ i 3,00 $ \% $ (m / v) glukoza $ (mln = \ pu {180,18 g mol-1})? $
Wiem, że musisz przeliczyć wartości procentowe na masę / litr roztworu pomnóż przez liczbę moli w $ \ ce {NaCl}, $ , czyli 2 mole:
$ \ pu {2 osmol} $ $ \ ce {NaCl} $ / $ \ pu {1 mol } $ $ \ ce {NaCl} $
ale jestem wyrzucony przez masę molową.
Komentarze
- Wskazówka: osmolarność to osmotyczna molarność. Molarność to … Przymiotnik osmoti c oznacza …
Odpowiedź
Zacznijmy od znalezienia molarności każdej substancji rozpuszczonej w tym roztworze . Osmolarność osiągniemy później.
NaCl
Stężenie NaCl podane w zadaniu wynosi 0,04 $ \ frac {\ text {g }} {\ text {mL}} = 40 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Możemy podzielić przez masę molową, otrzymując $ \ frac {40 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {58.44 \ text {g}} \ około 0,6845 \ text {M.} $ (M oznacza molową lub mol / l.)
Glukoza
Stężenie glukozy podane w zadaniu wynosi 0,03 USD \ frac {\ text {g}} {\ text {mL}} = 30 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Możemy podzielić przez masę molową, otrzymując $ \ frac {30 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {180,18 \ text {g}} \ około 0,1665 \ text {M.} $
Właśnie w tym momencie rozważamy różnicę między osmolarnością a molarnością.
Według Wikipedii
$ \ text {osmolarity} = \ Displaystyle \ sum_ {i} \ phi_in_iC_i $
gdzie
- $ \ phi $ to współczynnik osmotyczny, który odpowiada za stopień nieidealności> the> rozwiązanie. W najprostszym przypadku jest to stopień dysocjacji substancji rozpuszczonej. > Następnie $ \ phi $ jest między 0 a 1, gdzie 1 oznacza 100% dysocjację. Jednak wartość $ \ phi $ może> być większa niż 1 (np. Dla sacharozy). W przypadku soli efekty elektrostatyczne powodują, że $ \ phi $ jest mniejsze niż 1, nawet jeśli zachodzi 100% dysocjacja (patrz równanie Debye-Hückela);
- n to liczba cząstek (np. jonów), na które dysocjuje cząsteczka.
- C to stężenie molowe substancji rozpuszczonej;
- indeks i reprezentuje tożsamość konkretnej substancji rozpuszczonej .
Na razie zignorujemy $ \ phi $ i załóżmy, że wszystko doskonale się dysocjuje. Możemy przyjąć to założenie, ponieważ glukoza i NaCl na ogół rozpuszczają się prawie całkowicie w wodzie.
Stąd otrzymujemy $ \ text {osmolarność} = \ displaystyle \ sum_ {i} n_iC_i = n_ \ text {NaCl} C_ \ text {NaCl} + n_ \ text {glukozy} C_ \ text {glukozy} $
Wiemy, że NaCl dysocjuje na dwa jony : Na $ ^ + $ i Cl $ ^ – $ , więc $ n_ \ text {NaCl} = 2. $ Glukoza jednak nie dysocjuje, ale raczej pozostaje jako pojedyncza cząsteczka. Dlatego $ n_ \ text {glukozy} = 1. $
Mamy teraz $ \ text {osmolarity} = 2 \ cdot0.6845 + 1 \ cdot0.1665 = \ boxed {1.5355 \ text {osmolar}} $