Nimûneyek Pirsa Nîqaşê li ser Zexta Osmotîk a Çareseriyan
Pendahuluan
Zeexta osmotîk di kîmya û biyolojiyê de diyardeyek girîng e. Ew zexta ku ji bo pêşîgirtina li herikîna avê li ser parzûnek nîv-derbasbar ji çareseriyek bi dendika nizm ber bi çareseriyek bi dendika bilind ve pêwîst e. Fêmkirina zexta osmotîk di gelek serîlêdanan de, wekî pêvajoyên biyolojîkî di hucreyan de, dermankirina avê û sêwirana dermanan de girîng e. Ji bo ku em vê têgehê bi zelaltir nîşan bidin, em ê li ser çend mînakên pirsgirêk û çareseriyan ên têkildarî zexta osmotîk a çareseriyan nîqaş bikin.
Pirsa 1: Hesabkirina Zexta Osmotîk a Çareseriya Şekir
Pirs:
Du gram sukroz (C12H22O11) di avê de tên helandin heta ku qebareya wê 500 mL be. Di 25°C de zexta osmotîk a vê çareseriyê çi ye? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 û giraniya molar a sukrozê = 342 g/mol bikar bînin).
Nîqaş:
1. Molarîteya çareseriyê hesab bike:
Molarîte (M) = \( \dfrac{\text{Hejmara molên madeyê çareserkirî}}{\text{Qebareya çareseriyê bi lîtreyan}} \)
Hejmara molên sukrozê = \( \dfrac{2 \text{ g}}{342 \text{ g/mol}} \) = 0.00585 mol
Qebareya çareseriyê = 500 mL = 0.5 L
Molarîte (M) = \( \dfrac{0.00585 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \) = 0.0117 M
2. Hesabkirina zexta osmotîk:
Zexta osmotîk (π) = MRT
Ko:
M = 0.0117 mol/L
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 25°C = 298 K (ji ber ku germahî divê bi Kelvin be)
π = (0.0117 mol/L) (0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(298 K)
π = 0.286 atm
Ji ber vê yekê, zexta osmotîk a çareseriya sukrozê 0.286 atm e.
Pirsa 2: Zexta Osmotîk a Çareseriya Elektrolîtê
Pirs:
Zeexta osmotîk a çareseriyeke NaCl bi rêjeya 0.2 M di germahiya 27°C de çi ye? (Tê zanîn ku NaCl elektrolîtek e ku bi R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 bi tevahî dibe Na+ û Cl-)
Nîqaş:
1. Asta veqetandinê hesab bike:
NaCl → Na+ + Cl-
Ji ber ku NaCl bi temamî ji hev veqetiyaye, hejmara giştî ya perçeyên di çareseriyê de du qat ji molên NaCl ye.
Hejmara giştî ya perçeyan = 2 × hejmara molên NaCl
2. Hesabkirina zexta osmotîk:
Zexta osmotîk (π) = iMRT
Ko:
i = 2 (ji ber ku 2 celeb îyon hene, Na+ û Cl-)
M = 0.2 mol/L
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 27°C = 300 K
π = (2)(0.2 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(300 K)
π = 9.852 atm
Ji ber vê yekê, zexta osmotîk a çareseriyek NaCl ya 0.2 M di 27°C de 9.852 atm e.
Pirsa 3: Zexta Osmotîk di Çareseriyên Glukoz û Fruktozê de
Pirs:
Çareserî bi helandina 1 mol glukoz (C6H12O6) û 1 mol fruktoz (C6H12O6) di 1 lître avê de tê çêkirin. Zeexta osmotîk a çareseriyê di 37°C de çi ye? (R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1 bikar bînin)
Nîqaş:
1. Hejmara giştî ya molan hesab bike:
Hejmara giştî ya molan = 1 mol glukoz + 1 mol fruktoz = 2 mol
2. Hesabkirina zexta osmotîk:
Zexta osmotîk (π) = MRT
Ko:
M = 2 mol/L (ji ber ku di 1 lître avê de bi tevahî 2 mol hene)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 37°C = 310 K
π = (2 mol/L) (0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(310 K)
π = 50.942 atm
Ji ber vê yekê, zexta osmotîk a çareseriyek ku 1 mol glukoz û 1 mol fruktoz di 1 lître avê de di 37°C de 50.942 atm e.
Pirsa 4: Têkeliya Du Maddeyên Ne-Elektrolît
Pirs:
Zeexta osmotîk a tevlîheviyekê ku ji 0.5 mol urea (CO(NH2)2) û 0.5 mol etanol (C2H5OH) di 1 lître avê de di 20°C de pêk tê çi ye? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)
Nîqaş:
1. Hejmara giştî ya molan di çareseriyê de hesab bike:
Hejmara giştî ya molan = 0.5 mol urea + 0.5 mol etanol = 1 mol
2. Hesabkirina zexta osmotîk:
Zexta osmotîk (π) = MRT
Ko:
M = 1 mol/L (ji ber ku di 1 lître avê de bi tevahî 1 mol hene)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 20°C = 293 K
π = (1 mol/L) (0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(293 K)
π = 24.0633 atm
Ji ber vê yekê, zexta osmotîk a têkelê ku di 1 lître avê de di 20°C de 0.5 mol urea û 0.5 mol etanolê dihewîne 24.0633 atm e.
Xelasî
Ji mînaka pirsgirêka jorîn, em dikarin fêm bikin ka meriv çawa zexta osmotîk di bin şert û mercên cûrbecûr de hesab dike. Zexta osmotîk ji hêla faktorên wekî giraniya çareseriyê, celebê maddeya çareserkirî (elektrolît an ne-elektrolît), û germahî ve tê bandor kirin. Analîza matematîkî ya li pişt zexta osmotîk li ser prensîbên bingehîn ên ku ji hêla qanûna gaza îdeal ve têne destnîşankirin ve girêdayî ye. Bi têgihîştinek baş a vê têgehê, em dikarin wê li ser rewşên pratîkî yên cûrbecûr di kîmya û biyolojiyê de bicîh bînin.
