ਘੋਲ ਦੇ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਸਵਾਲ ਦੀ ਉਦਾਹਰਨ
ਪੇਂਡਹੁਲੁਆਨ
ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਜੀਵ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਰਤਾਰਾ ਹੈ। ਇਹ ਘੱਟ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਾਲੇ ਘੋਲ ਤੋਂ ਉੱਚ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਾਲੇ ਘੋਲ ਤੱਕ ਇੱਕ ਅਰਧ-ਪਰਿਵਰਤਨਸ਼ੀਲ ਝਿੱਲੀ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦਾ ਦਬਾਅ ਹੈ। ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਉਪਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਜੈਵਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ, ਪਾਣੀ ਦੇ ਇਲਾਜ ਅਤੇ ਫਾਰਮਾਸਿਊਟੀਕਲ ਡਿਜ਼ਾਈਨ। ਇਸ ਧਾਰਨਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਕਈ ਉਦਾਹਰਣ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਘੋਲ ਦੇ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੱਲਾਂ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਕਰਾਂਗੇ।
ਪ੍ਰਸ਼ਨ 1: ਖੰਡ ਘੋਲ ਦੇ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨਾ
ਸਮਾਂ:
ਦੋ ਗ੍ਰਾਮ ਸੁਕਰੋਜ਼ (C12H22O11) ਨੂੰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਘੋਲ ਕੇ 500 ਮਿ.ਲੀ. ਦਾ ਆਇਤਨ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। 25°C 'ਤੇ ਇਸ ਘੋਲ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 ਅਤੇ ਸੁਕਰੋਜ਼ ਦਾ ਮੋਲਰ ਪੁੰਜ = 342 g/mol ਵਰਤੋ)।
ਚਰਚਾ:
1. ਘੋਲ ਦੀ ਮੋਲੈਰਿਟੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ:
ਮੋਲੈਰਿਟੀ (M) = \( \dfrac{\text{ਘੋਲ ਦੇ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ}}{\text{ਘੋਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਲੀਟਰ ਵਿੱਚ}} \)
ਸੁਕਰੋਜ਼ ਦੇ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ = \( \dfrac{2 \text{ g}}{342 \text{ g/mol}} \) = 0.00585 mol
ਘੋਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ = 500 ਮਿ.ਲੀ. = 0.5 ਲੀ.
ਮੋਲੈਰਿਟੀ (M) = \( \dfrac{0.00585 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \) = 0.0117 M
2. ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨਾ:
ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ (π) = MRT
ਮਨ:
ਐਮ = 0.0117 ਮੋਲ/ਲੀਟਰ
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 25°C = 298 K (ਕਿਉਂਕਿ ਤਾਪਮਾਨ ਕੈਲਵਿਨ ਵਿੱਚ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ)
π = (0.0117 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(298 K)
π = 0.286 ਏਟੀਐਮ
ਇਸ ਲਈ, ਸੁਕਰੋਜ਼ ਘੋਲ ਦਾ ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ 0.286 atm ਹੈ।
ਪ੍ਰਸ਼ਨ 2: ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਘੋਲ ਦਾ ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ
ਸਮਾਂ:
27°C ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ 0.2 M ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਾਲੇ NaCl ਘੋਲ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? (ਇਹ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ NaCl ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਹੈ ਜੋ R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 ਨਾਲ Na+ ਅਤੇ Cl- ਵਿੱਚ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਘੁਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ)
ਚਰਚਾ:
1. ਵਿਛੋੜੇ ਦੀ ਡਿਗਰੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ:
NaCl → Na+ + Cl-
ਕਿਉਂਕਿ NaCl ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵੱਖਰਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਕਣਾਂ ਦੀ ਕੁੱਲ ਗਿਣਤੀ NaCl ਦੇ ਮੋਲ ਤੋਂ ਦੁੱਗਣੀ ਹੈ।
ਕਣਾਂ ਦੀ ਕੁੱਲ ਸੰਖਿਆ = 2 × NaCl ਦੇ ਮੋਲ ਦੀ ਸੰਖਿਆ
2. ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨਾ:
ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ (π) = iMRT
ਮਨ:
i = 2 (ਕਿਉਂਕਿ ਦੋ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਆਇਨ ਹਨ, Na+ ਅਤੇ Cl-)
ਐਮ = 0.2 ਮੋਲ/ਲੀਟਰ
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
ਟੀ = 27°C = 300 ਕੇ
π = (2)(0.2 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(300 K)
π = 9.852 ਏਟੀਐਮ
ਇਸ ਲਈ, 27°C 'ਤੇ 0.2 M NaCl ਘੋਲ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ 9.852 atm ਹੈ।
ਸਵਾਲ 3: ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਤੇ ਫਰੂਟੋਜ਼ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਓਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ
ਸਮਾਂ:
1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ 1 ਮੋਲ ਗਲੂਕੋਜ਼ (C6H12O6) ਅਤੇ 1 ਮੋਲ ਫਰੂਟੋਜ਼ (C6H12O6) ਘੋਲ ਕੇ ਇੱਕ ਘੋਲ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। 37°C 'ਤੇ ਘੋਲ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਕਿੰਨਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? (R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ)
ਚਰਚਾ:
1. ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਕੁੱਲ ਗਿਣਤੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ:
ਕੁੱਲ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ = 1 ਮੋਲ ਗਲੂਕੋਜ਼ + 1 ਮੋਲ ਫਰੂਟੋਜ਼ = 2 ਮੋਲ
2. ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨਾ:
ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ (π) = MRT
ਮਨ:
M = 2 mol/L (ਕਿਉਂਕਿ 1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਕੁੱਲ 2 moles ਹੁੰਦੇ ਹਨ)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
ਟੀ = 37°C = 310 ਕੇ
π = (2 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(310 K)
π = 50.942 ਏਟੀਐਮ
ਇਸ ਲਈ, 37°C 'ਤੇ 1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ 1 ਮੋਲ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਤੇ 1 ਮੋਲ ਫਰੂਟੋਜ਼ ਵਾਲੇ ਘੋਲ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ 50.942 atm ਹੈ।
ਸਵਾਲ 4: ਦੋ ਗੈਰ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ
ਸਮਾਂ:
20°C ਤੇ 1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ 0.5 mol ਯੂਰੀਆ (CO(NH2)2) ਅਤੇ 0.5 mol ਈਥਾਨੌਲ (C2H5OH) ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਕਿੰਨਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)
ਚਰਚਾ:
1. ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਕੁੱਲ ਗਿਣਤੀ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰੋ:
ਕੁੱਲ ਮੋਲਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ = 0.5 ਮੋਲ ਯੂਰੀਆ + 0.5 ਮੋਲ ਈਥਾਨੌਲ = 1 ਮੋਲ
2. ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨਾ:
ਅਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ (π) = MRT
ਮਨ:
M = 1 mol/L (ਕਿਉਂਕਿ 1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਕੁੱਲ 1 moles ਹੁੰਦੇ ਹਨ)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
ਟੀ = 20°C = 293 ਕੇ
π = (1 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(293 K)
π = 24.0633 ਏਟੀਐਮ
ਇਸ ਲਈ, 20°C ਤੇ 1 ਲੀਟਰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ 0.5 mol ਯੂਰੀਆ ਅਤੇ 0.5 mol ਈਥਾਨੌਲ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦਾ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ 24.0633 atm ਹੈ।
ਸਿੱਟਾ
ਉੱਪਰ ਦਿੱਤੀ ਉਦਾਹਰਣ ਸਮੱਸਿਆ ਤੋਂ, ਅਸੀਂ ਸਮਝ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਿਵੇਂ ਕਰਨੀ ਹੈ। ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਘੋਲ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ, ਘੁਲਣਸ਼ੀਲ ਕਿਸਮ (ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਜਾਂ ਗੈਰ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ), ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਰਗੇ ਕਾਰਕਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਔਸਮੋਟਿਕ ਦਬਾਅ ਦੇ ਪਿੱਛੇ ਗਣਿਤਿਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਆਦਰਸ਼ ਗੈਸ ਕਾਨੂੰਨ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸਿਧਾਂਤਾਂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਸੰਕਲਪ ਦੀ ਚੰਗੀ ਸਮਝ ਦੇ ਨਾਲ, ਅਸੀਂ ਇਸਨੂੰ ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਜੀਵ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਹਾਰਕ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ।
