Care este osmolaritatea unei soluții care conține 4,00 USD \% $ (m / v) $ \ ce {NaCl} $ $ (M = \ pu { 58,44 g mol-1}) $ și 3,00 $ \% $ (m / v) glucoză $ (M = \ pu {180.18 g mol-1})? $
Știu că trebuie să convertiți procentele în soluție de soulation / litru de masă și înmulțiți cu numărul de moli în $ \ ce {NaCl}, $ , care este de 2 moli:
$ \ pu {2 osmol} $ $ \ ce {NaCl} $ / $ \ pu {1 mol } $ $ \ ce {NaCl} $
dar „sunt dat afară din cauza primei mase molare.
Comentarii
- Sugestie: Osmolaritatea este molaritate osmotică. Molaritatea este … Adjectivul osmoti c înseamnă …
Răspuns
Să începem prin găsirea molarității fiecărui solut din acea soluție . Vom ajunge la osmolaritate mai târziu.
NaCl
Concentrația de NaCl dată în problemă este 0,04 $ \ frac {\ text {g }} {\ text {mL}} = 40 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Putem împărți la masa molară, obținând $ \ frac {40 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {58.44 \ text {g}} \ approx0.6845 \ text {M.} $ (M reprezintă molar sau mol / L.)
Glucoză
Concentrația de glucoză dată în problemă este 0,03 USD \ frac {\ text {g}} {\ text {mL}} = 30 \ frac {\ text {g}} {\ text {L}} $ . Putem împărți la masa molară, obținând $ \ frac {30 \ text {g}} {\ text {L}} \ cdot \ frac {\ text {mol}} {180.18 \ text {g}} \ approx0.1665 \ text {M.} $
În acest moment avem în vedere distincția dintre osmolaritate și molaritate.
Potrivit Wikipedia,
$ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} \ phi_in_iC_i $
unde
- $ \ phi $ este coeficientul osmotic, care reprezintă gradul de non-idealitate a>> soluţie. În cel mai simplu caz este gradul de disociere a solutului. > Apoi, $ \ phi $ este între 0 și 1, unde 1 indică o disociere 100%. Cu toate acestea, $ \ phi $ poate> să fie și mai mare de 1 (de exemplu, pentru zaharoză). Pentru săruri, efectele electrostatice determină ca $ \ phi $ să fie mai mică de 1 chiar dacă are loc disocierea 100% (vezi ecuația Debye-Hückel);
- n este numărul de particule (de ex. ioni) în care o moleculă se disociază.
- C este concentrația molară a dizolvatului;
- indicele i reprezintă identitatea unui anumit dizolvat .
Pentru moment, vom ignora $ \ phi $ și presupuneți că totul se disociază perfect. Putem face această ipoteză, deoarece glucoza și NaCl se dizolvă în general aproape complet în apă.
Din aceasta, obținem $ \ text {osmolarity} = \ displaystyle \ sum_ {i} n_iC_i = n_ \ text {NaCl} C_ \ text {NaCl} + n_ \ text {glucose} C_ \ text {glucose} $
Știm că NaCl se disociază în doi ioni : Na $ ^ + $ și Cl $ ^ – $ , deci $ n_ \ text {NaCl} = 2. $ Glucoza, totuși, nu se disociază, ci mai degrabă rămâne ca o singură moleculă. Prin urmare, $ n_ \ text {glucose} = 1. $
Acum avem $ \ text {osmolarity} = 2 \ cdot0.6845 + 1 \ cdot0.1665 = \ boxed {1.5355 \ text {osmolar}} $