විසඳුම්වල ඔස්මොටික් පීඩනය පිළිබඳ සාකච්ඡා ප්රශ්නයක උදාහරණයක්
පෙන්ඩහුලුවන්
රසායන විද්යාවේ සහ ජීව විද්යාවේ ඔස්මොටික් පීඩනය වැදගත් සංසිද්ධියකි. එය අඩු සාන්ද්රණයකින් යුත් ද්රාවණයක සිට ඉහළ සාන්ද්රණයකින් යුත් ද්රාවණයකට අර්ධ පාරගම්ය පටලයක් හරහා ජලය ගලා යාම වැළැක්වීමට අවශ්ය පීඩනයයි. සෛලවල ජීව විද්යාත්මක ක්රියාවලීන්, ජල පිරිපහදු කිරීම සහ ඖෂධ නිර්මාණය වැනි විවිධ යෙදුම්වල ඔස්මොටික් පීඩනය අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. මෙම සංකල්පය වඩාත් පැහැදිලිව නිරූපණය කිරීම සඳහා, ද්රාවණවල ඔස්මොටික් පීඩනයට අදාළ උදාහරණ ගැටළු සහ විසඳුම් කිහිපයක් අපි සාකච්ඡා කරමු.
ප්රශ්නය 1: සීනි ද්රාවණයේ ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කිරීම
වැඩිදුර කියවන්න:
සුක්රෝස් ග්රෑම් දෙකක් (C12H22O11) ජලයේ දියකර මිලි ලීටර් 500 ක පරිමාවක් ලබා ගනී. 25°C දී මෙම ද්රාවණයේ ඔස්මොටික් පීඩනය කොපමණද? (R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1 සහ සුක්රෝස් වල මවුලික ස්කන්ධය = 342 g/mol භාවිතා කරන්න).
සාකච්ඡාව:
1. ද්රාවණයේ මවුලිකතාවය ගණනය කරන්න:
මවුලිකතාව (M) = \( \dfrac{\text{ද්රාව්යයේ මවුල ගණන}}{\text{ද්රාවණයේ පරිමාව ලීටර් වලින්}} \)
සුක්රෝස් මවුල ගණන = \( \dfrac{2 \text{ g}}{342 \text{ g/mol}} \) = 0.00585 mol
ද්රාවණ පරිමාව = 500 mL = 0.5 L
මවුලිකතාව (M) = \( \dfrac{0.00585 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \) = 0.0117 M
2. ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කිරීම:
ඔස්මොටික් පීඩනය (π) = MRT
මා:
එම් = 0.0117 මොල්/ලීටර්
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 25°C = 298 K (උෂ්ණත්වය කෙල්වින් වලින් විය යුතු නිසා)
π = (0.0117 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(298 K)
π = 0.286 atm
ඉතින්, සුක්රෝස් ද්රාවණයේ ඔස්මොටික් පීඩනය 0.286 atm වේ.
ප්රශ්නය 2: විද්යුත් විච්ඡේදක ද්රාවණයේ ඔස්මොටික් පීඩනය
වැඩිදුර කියවන්න:
27°C උෂ්ණත්වයකදී 0.2 M සාන්ද්රණයක් සහිත NaCl ද්රාවණයක ඔස්මොටික් පීඩනය කොපමණද? (NaCl යනු R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 සමඟ Na+ සහ Cl- බවට සම්පූර්ණයෙන්ම විඝටනය වන විද්යුත් විච්ඡේදකයක් බව දන්නා කරුණකි)
සාකච්ඡාව:
1. විඝටනයේ මට්ටම ගණනය කරන්න:
NaCl → Na+ + Cl-
NaCl සම්පූර්ණයෙන්ම විඝටනය වී ඇති බැවින්, ද්රාවණයේ ඇති මුළු අංශු සංඛ්යාව NaCl මවුල මෙන් දෙගුණයකි.
මුළු අංශු ගණන = 2 × NaCl මවුල ගණන
2. ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කිරීම:
ඔස්මොටික් පීඩනය (π) = iMRT
මා:
i = 2 (Na+ සහ Cl- අයන වර්ග 2ක් ඇති නිසා)
එම් = 0.2 මොල්/ලීටර්
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
ඉතින්, 27°C දී 0.2 M NaCl ද්රාවණයක ඔස්මොටික් පීඩනය 9.852 atm වේ.
ප්රශ්නය 3: ග්ලූකෝස් සහ ෆෲක්ටෝස් ද්රාවණවල ඔස්මොටික් පීඩනය
වැඩිදුර කියවන්න:
ද්රාවණයක් සාදනු ලබන්නේ ජලය ලීටර් 1 ක ග්ලූකෝස් මවුලයක් (C6H12O6) සහ ෆෲක්ටෝස් මවුලයක් (C6H12O6) දියකරමිනි. 37°C දී ද්රාවණයේ ඔස්මොටික් පීඩනය කොපමණද? (R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1 භාවිතා කරන්න)
සාකච්ඡාව:
1. මුළු මවුල ගණන ගණනය කරන්න:
මුළු මවුල ගණන = ග්ලූකෝස් මවුල 1ක් + ෆෲක්ටෝස් මවුල 1ක් = මවුල 2ක්
2. ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කිරීම:
ඔස්මොටික් පීඩනය (π) = MRT
මා:
M = 2 mol/L (ජලය ලීටර් 1 ක මුළු මවුල 2 ක් ඇති නිසා)
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
ඉතින්, 37°C දී ජලය ලීටර් 1 ක ග්ලූකෝස් මවුල 1 ක් සහ ෆෲක්ටෝස් මවුල 1 ක් අඩංගු ද්රාවණයක ඔස්මොටික් පීඩනය 50.942 atm වේ.
ප්රශ්නය 4: විද්යුත් විච්ඡේදක නොවන ද්රව්ය දෙකක මිශ්රණය
වැඩිදුර කියවන්න:
20°C දී ජලය ලීටර් 1 ක යූරියා (CO(NH2)2) 0.5 mol සහ එතනෝල් (C2H5OH) 0.5 mol අඩංගු මිශ්රණයක ඔස්මොටික් පීඩනය කොපමණද? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)
සාකච්ඡාව:
1. ද්රාවණයේ ඇති මුළු මවුල ගණන ගණනය කරන්න:
මුළු මවුල ගණන = යූරියා 0.5 mol + එතනෝල් 0.5 mol = 1 mol
2. ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කිරීම:
ඔස්මොටික් පීඩනය (π) = MRT
මා:
M = 1 mol/L (ජලය ලීටර් 1 ක මුළු මවුල 1 ක් ඇති නිසා)
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
ඉතින්, 20°C දී ජලය ලීටර් 1 ක යූරියා 0.5 mol සහ එතනෝල් 0.5 mol අඩංගු මිශ්රණයක ඔස්මොටික් පීඩනය 24.0633 atm වේ.
නිගමනය
ඉහත උදාහරණ ගැටලුවෙන්, විවිධ තත්වයන් යටතේ ඔස්මොටික් පීඩනය ගණනය කරන්නේ කෙසේදැයි අපට තේරුම් ගත හැකිය. ඔස්මොටික් පීඩනය ද්රාවණ සාන්ද්රණය, ද්රාව්ය වර්ගය (ඉලෙක්ට්රෝලය හෝ විද්යුත් විච්ඡේදක නොවන) සහ උෂ්ණත්වය වැනි සාධක මගින් බලපායි. ඔස්මොටික් පීඩනය පිටුපස ඇති ගණිතමය විශ්ලේෂණය පරිපූර්ණ වායු නියමය මගින් නියම කරන ලද මූලික මූලධර්ම මත රඳා පවතී. මෙම සංකල්පය පිළිබඳ හොඳ අවබෝධයක් ඇතිව, අපට එය රසායන විද්යාවේ සහ ජීව විද්යාවේ විවිධ ප්රායෝගික තත්වයන්ට යෙදිය හැකිය.
