Qual é a osmolaridade de uma solução que contém $ 4,00 \% $ (m / v) $ \ ce {NaCl} $ $ (M = \ pu { 58,44 g mol-1}) $ e $ 3,00 \% $ (m / v) glicose $ (M = \ pu {180,18 g mol-1})? $
Eu sei que você tem que converter percentagens para solução de massa / litro e multiplique pelo número de moles em $ \ ce {NaCl}, $ que é 2 moles:
$ \ pu {2 osmol} $ $ \ ce {NaCl} $ / $ \ pu {1 mol } $ $ \ ce {NaCl} $
mas estou sendo jogado fora por receber massa molar.
Comentários
- Dica: Osmolaridade é molaridade osmótica. Molaridade é … O adjetivo osmoti c significa …
Resposta
Vamos começar encontrando a molaridade de cada soluto nessa solução . Iremos chegar à osmolaridade mais tarde.
NaCl
A concentração de NaCl dada no problema é $ 0,04 \ frac {\ text {g }} {\ text {mL}} = 40 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Podemos dividir pela massa molar, obtendo $ \ frac {40 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {58,44 \ text {g}} \ approx0,6845 \ text {M.} $ (M representa molar, ou mol / L.)
Glicose
A concentração de glicose dada no problema é $ 0,03 \ frac {\ text {g}} {\ text {mL}} = 30 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Podemos dividir pela massa molar, obtendo $ \ frac {30 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {180,18 \ text {g}} \ approx0,1665 \ text {M.} $
É neste ponto que consideramos a distinção entre osmolaridade e molaridade.
De acordo com a Wikipedia,
$ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} \ phi_in_iC_i $
onde
- $ \ phi $ é o coeficiente osmótico, que explica o grau de não idealidade do> solução. No caso mais simples, é o grau de dissociação do soluto. > Então, $ \ phi $ está entre 0 e 1, onde 1 indica 100% de dissociação. No entanto, $ \ phi $ também pode ser maior que 1 (por exemplo, para sacarose). Para sais, os efeitos eletrostáticos fazem com que $ \ phi $ seja menor que 1, mesmo se ocorrer 100% de dissociação (ver equação de Debye-Hückel);
- n é o número de partículas (por exemplo, íons) nas quais uma molécula se dissocia.
- C é a concentração molar do soluto;
- o índice i representa a identidade de um soluto particular .
Por enquanto, vamos ignorar $ \ phi $ e assumir que tudo se dissocia perfeitamente. Podemos fazer essa suposição porque a glicose e o NaCl geralmente se dissolvem quase completamente na água.
A partir disso, obtemos $ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} n_iC_i = n_ \ text {NaCl} C_ \ text {NaCl} + n_ \ text {glucose} C_ \ text {glucose} $
Sabemos que o NaCl se dissocia em dois íons : Na $ ^ + $ e Cl $ ^ – $ , então $ n_ \ text {NaCl} = 2. $ A glicose, entretanto, não se dissocia, mas permanece como uma única molécula. Portanto, $ n_ \ text {glucose} = 1. $
Agora temos $ \ text {osmolarity} = 2 \ cdot0.6845 + 1 \ cdot0.1665 = \ boxed {1.5355 \ text {osmolar}} $