Эритмелердин осмостук басымы боюнча талкуу суроосунун мисалы
Pendahuluan
Осмос басымы химия жана биологияда маанилүү кубулуш болуп саналат. Бул суунун жарым өткөргүч мембрана аркылуу төмөнкү концентрациядагы эритмеден жогорку концентрациядагы эритмеге агып өтүшүнө жол бербөө үчүн талап кылынган басым. Осмос басымын түшүнүү клеткалардагы биологиялык процесстер, сууну тазалоо жана фармацевтикалык дизайн сыяктуу ар кандай колдонмолордо абдан маанилүү. Бул түшүнүктү дагы даана көрсөтүү үчүн, биз эритмелердин осмос басымына байланыштуу бир нече мисал маселелерди жана чечимдерди талкуулайбыз.
1-суроо: Кант эритмесинин осмостук басымын эсептөө
Суроо:
Эки грамм сахароза (C12H22O11) 500 мл көлөмдү түзүү үчүн сууда эрийт. Бул эритменин 25°C температурадагы осмос басымы кандай? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 жана сахарозанын молярдык массасы = 342 г/моль деп колдонуңуз).
Талкуу:
1. Эритменин молярдыгын эсептегиле:
Молярдуулук (M) = \( \dfrac{\text{Эриген заттын моль саны}}{\text{Эрименин көлөмү литр менен}} \)
Сахарозанын мол саны = \( \dfrac{2 \text{ g}}{342 \text{ g/mol}} \) = 0.00585 моль
Эритменин көлөмү = 500 мл = 0.5 л
Молярдуулук (M) = \( \dfrac{0.00585 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \) = 0.0117 M
2. Осмос басымын эсептөө:
Осмос басымы (π) = МРТ
Кайда:
М = 0.0117 моль/л
R = 0.0821 л атм К^-1 моль^-1
T = 25°C = 298 K (анткени температура Кельвин менен өлчөнүп турушу керек)
π = (0.0117 моль/л)(0.0821 Латм·К^-1·моль^-1)(298 К)
π = 0.286 атм
Демек, сахароза эритмесинин осмос басымы 0.286 атм.
2-суроо: Электролит эритмесинин осмостук басымы
Суроо:
27°C температурада 0.2 М концентрациядагы NaCl эритмесинин осмос басымы кандай? (NaCl R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 болгондо толугу менен Na+ жана Cl- га диссоциацияланган электролит экени белгилүү)
Талкуу:
1. Диссоциация даражасын эсептегиле:
NaCl → Na+ + Cl-
NaCl толугу менен диссоциациялангандыктан, эритмедеги бөлүкчөлөрдүн жалпы саны NaCl молунун эки эсесине барабар.
Бөлүкчөлөрдүн жалпы саны = 2 × NaCl молдорунун саны
2. Осмос басымын эсептөө:
Осмос басымы (π) = iMRT
Кайда:
i = 2 (анткени Na+ жана Cl- иондорунун эки түрү бар)
М = 0.2 моль/л
R = 0.0821 л атм К^-1 моль^-1
Т = 27°C = 300 К
π = (2)(0.2 моль/л)(0.0821 Латм·К^-1·моль^-1)(300 К)
π = 9.852 атм
Ошентип, 27°C температурадагы 0.2 М NaCl эритмесинин осмос басымы 9.852 атм.
3-суроо: Глюкоза жана фруктоза эритмелериндеги осмостук басым
Суроо:
Эритме 1 моль глюкозаны (C6H12O6) жана 1 моль фруктозаны (C6H12O6) 1 литр сууда эритүү менен даярдалат. 37°C температурада эритменин осмос басымы кандай? (R = 0.0821 л атм К^-1 моль^-1 колдонуңуз)
Талкуу:
1. Молдордун жалпы санын эсептегиле:
Молдордун жалпы саны = 1 моль глюкоза + 1 моль фруктоза = 2 моль
2. Осмос басымын эсептөө:
Осмос басымы (π) = МРТ
Кайда:
M = 2 моль/л (анткени 1 литр сууда жалпысынан 2 моль бар)
R = 0.0821 л атм К^-1 моль^-1
Т = 37°C = 310 К
π = (2 моль/л)(0.0821 Латм·К^-1·моль^-1)(310 К)
π = 50.942 атм
Демек, 37°C температурада 1 литр сууда 1 моль глюкоза жана 1 моль фруктоза бар эритменин осмос басымы 50.942 атм.
4-суроо: Электролит эмес эки заттын аралашмасы
Суроо:
20°C температурада 1 литр сууга 0.5 моль мочевина (CO(NH2)2) жана 0.5 моль этанол (C2H5OH) кошулган аралашманын осмос басымы канча? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)
Талкуу:
1. Эритмедеги жалпы мол санын эсептегиле:
Молдордун жалпы саны = 0.5 моль мочевина + 0.5 моль этанол = 1 моль
2. Осмос басымын эсептөө:
Осмос басымы (π) = МРТ
Кайда:
M = 1 моль/л (анткени 1 литр сууда жалпысынан 1 моль бар)
R = 0.0821 л атм К^-1 моль^-1
Т = 20°C = 293 К
π = (1 моль/л)(0.0821 Латм·К^-1·моль^-1)(293 К)
π = 24.0633 атм
Ошентип, 20°C температурадагы 1 литр сууда 0.5 моль мочевина жана 0.5 моль этанол камтылган аралашманын осмос басымы 24.0633 атм.
Корутунду
Жогорудагы мисал маселесинен биз ар кандай шарттарда осмос басымын кантип эсептөөнү түшүнө алабыз. Осмос басымына эритменин концентрациясы, эриген заттын түрү (электролит же электролит эмес) жана температура сыяктуу факторлор таасир этет. Осмос басымынын математикалык анализи идеалдуу газ мыйзамы менен белгиленген фундаменталдык принциптерге негизделген. Бул түшүнүктү жакшы түшүнүү менен, биз аны химия жана биологиядагы ар кандай практикалык кырдаалдарга колдоно алабыз.
