Osmolaritatea: Formula, cum se calculează și diferența cu osmolalitatea
Osmolaritatea este parametrul care măsoară concentrația unui compus chimic într-un litru de soluție, atâta timp cât contribuie la proprietatea colligativă cunoscută sub denumirea de presiune osmotică a soluției menționate.
În acest sens, presiunea osmotică a unei soluții se referă la cantitatea de presiune necesară pentru încetinirea procesului de osmoză, care este definită ca trecerea selectivă a particulelor de solvent prin intermediul unei membrane semipermeabile sau poroase dintr-o soluție de concentrație mai mică la una mai concentrată.
De asemenea, unitatea care este folosită pentru a exprima cantitatea de particule dizolvate este osmol (al cărui simbol este Osm), care nu face parte din Sistemul Internațional de Unități (SI) utilizat în aproape întreaga lume. Astfel, concentrația soluției în soluție este definită în unități de Osmoles per litru (Osm / l).
formulă
După cum sa menționat anterior, osmolaritatea (cunoscută și ca concentrație osmotică) este exprimată în unități definite ca Osm / l. Acest lucru se datorează relației sale cu determinarea presiunii osmotice și măsurarea difuziei solventului prin osmoză.
În practică, concentrația osmotică poate fi determinată ca o cantitate fizică cu ajutorul unui osmometru.
Osmometrul este un instrument folosit pentru măsurarea presiunii osmotice a unei soluții, precum și determinarea altor proprietăți colligative (cum ar fi presiunea de vapori, creșterea punctului de fierbere sau depresia punctului de îngheț) pentru a obține valoarea din osmolaritatea soluției.
În acest fel, pentru a calcula acest parametru de măsurare, se folosește formula prezentată mai jos, care ia în considerare toți factorii care pot afecta această proprietate.
Osmolaritatea = Σφ i n i C i
În această ecuație, osmolaritatea este stabilită ca suma care rezultă din înmulțirea tuturor valorilor obținute de la trei parametri diferiți, care vor fi definiți mai jos.
Definirea variabilelor în formula osmolarității
În primul rând este coeficientul osmotic, reprezentat de litera greacă φ (phi), care explică cât de departe se îndepărtează soluția comportamentului ideal sau, cu alte cuvinte, gradul de non-idealitate pe care substanța dizolvată se manifestă în soluție.
În cel mai simplu mod, φ se referă la gradul de disociere al substanței dizolvate, care poate avea o valoare între zero și unu, unde valoarea maximă a unității reprezintă o disociere de 100%; adică absolut.
În unele cazuri, cum ar fi sucroza, această valoare depășește unitatea; în timp ce în alte cazuri, cum ar fi cea a sărurilor, influența interacțiunilor sau forțelor electrostatice determină un coeficient osmotic cu o valoare mai mică decât unitatea, chiar dacă are loc o disociere absolută.
Pe de altă parte, valoarea lui n indică cantitatea de particule în care o moleculă poate fi disociată. În cazul speciilor ionice, clorura de sodiu (NaCl), a cărei valoare de n este egală cu două, este dată ca exemplu; în timp ce în molecula de glucoză neionizată valoarea lui n este egală cu una.
În cele din urmă, valoarea c reprezintă concentrația substanței dizolvate, exprimată în unități molare; și indicele i se referă la identitatea unui solut specific, dar trebuie să fie același și atunci când se multiplică cei trei factori menționați mai sus și se obține astfel osmolaritatea.
Cum se calculează?
În cazul compusului ionic KBr (cunoscut sub numele de bromură de potasiu), dacă aveți o soluție de concentrație egală cu 1 mol / l de KBr în apă, se deduce că acesta are o osmolaritate egală cu 2 osmol / l.
Aceasta se datorează caracterului său puternic de electrolit, care favorizează disocierea sa completă în apă și permite eliberarea a doi ioni independenți (K + și Br-) care au o sarcină electrică, astfel încât fiecare mol de KBr este echivalent cu două osmoole în soluție.
În mod analog, pentru o soluție de concentrație egală cu 1 mol / l de BaCl2 (cunoscut ca clorură de bariu) în apă, se obține o osmolaritate de 3 osmol / l.
Acest lucru se datorează faptului că sunt eliberați trei ioni independenți: un ion Ba2 + și doi ioni Cl. Apoi, fiecare mol de BaCl2 este echivalent cu trei osmoole în soluție.
Pe de altă parte, speciile neionice nu suferă o astfel de disociere și provin un singur osmol pentru fiecare mol de substanță dizolvată. În cazul unei soluții de glucoză cu o concentrație egală cu 1 mol / l, aceasta este egală cu 1 osmol / l din soluție.
Diferențe între osmolaritate și osmolalitate
Un osmol este definit ca numărul de particule dizolvate într-un volum egal cu 22, 4 l de solvent, supus la o temperatură de 0 ° C și care determină generarea unei presiuni osmotice egale cu 1 atm. Trebuie remarcat faptul că aceste particule sunt considerate active osmotic.
În acest sens, proprietățile cunoscute ca osmolaritate și osmolalitate se referă la aceeași măsurătoare: concentrația de substanță dizolvată într-o soluție sau, într-un alt mod, conținutul de particule solute totale în soluție.
Diferența fundamentală care se stabilește între osmolaritate și osmolalitate este în unitățile în care fiecare este reprezentat:
Osmolaritatea este exprimată în cantități de substanță pe volum de soluție (de exemplu, osmol / l), în timp ce osmolalitatea este exprimată în cantitate de substanță pe masă de solvent (de exemplu, osmol / kg de soluție).
În practică, ambii parametri sunt utilizați într-un mod indiferent, chiar manifestându-se în diferite unități, datorită faptului că există o diferență inaprelabilă între magnitudinea totală a măsurătorilor diferite.
