Eritmalarning osmotik bosimi bo'yicha muhokama savoliga misol
Pendahuluan
Osmotik bosim kimyo va biologiyada muhim hodisadir. Bu suvning yarim o'tkazuvchan membrana orqali past konsentratsiyali eritmadan yuqori konsentratsiyali eritmaga oqishini oldini olish uchun zarur bo'lgan bosimdir. Osmotik bosimni tushunish hujayralardagi biologik jarayonlar, suvni tozalash va farmatsevtika dizayni kabi turli xil qo'llanmalarda juda muhimdir. Ushbu kontseptsiyani aniqroq ko'rsatish uchun biz eritmalarning osmotik bosimi bilan bog'liq bir nechta misol muammolar va yechimlarni muhokama qilamiz.
1-savol: Shakar eritmasining osmotik bosimini hisoblash
Savol:
Ikki gramm saxaroza (C12H22O11) suvda eritilib, 500 ml hajm hosil bo'ladi. Bu eritmaning 25°C haroratdagi osmotik bosimi qanday? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 va saxarozaning molyar massasi = 342 g/mol dan foydalaning).
Munozara:
1. Eritmaning molarligini hisoblang:
Molyarlik (M) = \( \dfrac{\text{Erigan moddaning mol soni}}{\text{Eritma hajmi litrda}} \)
Saxaroza mollari soni = \( \dfrac{2 \text{ g}}{342 \text{ g/mol}} \) = 0.00585 mol
Eritma hajmi = 500 ml = 0.5 L
Molyarlik (M) = \( \dfrac{0.00585 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \) = 0.0117 M
2. Osmotik bosimni hisoblash:
Osmotik bosim (π) = MRT
Qayerda:
M = 0.0117 mol/L
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 25°C = 298 K (chunki harorat Kelvinda bo'lishi kerak)
p = (0.0117 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(298 K)
π = 0.286 atm
Demak, saxaroza eritmasining osmotik bosimi 0.286 atm.
2-savol: Elektrolit eritmasining osmotik bosimi
Savol:
27°C haroratda 0.2 M konsentratsiyali NaCl eritmasining osmotik bosimi qanday? (Ma'lumki, NaCl R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1 bilan Na+ va Cl- ga to'liq dissotsiatsiyalanadigan elektrolitdir)
Munozara:
1. Dissotsiatsiya darajasini hisoblang:
NaCl → Na+ + Cl-
NaCl to'liq dissotsiatsiyalanganligi sababli, eritmadagi zarrachalarning umumiy soni NaCl molining ikki baravariga teng.
Zarrachalarning umumiy soni = 2 × NaCl mol soni
2. Osmotik bosimni hisoblash:
Osmotik bosim (π) = iMRT
Qayerda:
i = 2 (chunki 2 xil ion mavjud: Na+ va Cl-)
M = 0.2 mol/L
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 27°C = 300 K
p = (2)(0.2 mol/L)(0.0821 Latm·K^-1·mol^-1)(300 K)
π = 9.852 atm
Demak, 27°C da 0.2 M NaCl eritmasining osmotik bosimi 9.852 atm ni tashkil qiladi.
3-savol: Glyukoza va fruktoza eritmalaridagi osmotik bosim
Savol:
Eritma 1 mol glyukoza (C6H12O6) va 1 mol fruktoza (C6H12O6) ni 1 litr suvda eritib tayyorlash orqali tayyorlanadi. 37°C da eritmaning osmotik bosimi qanday? (R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1 dan foydalaning)
Munozara:
1. Mollarning umumiy sonini hisoblang:
Mollarning umumiy soni = 1 mol glyukoza + 1 mol fruktoza = 2 mol
2. Osmotik bosimni hisoblash:
Osmotik bosim (π) = MRT
Qayerda:
M = 2 mol/L (chunki 1 litr suvda jami 2 mol mavjud)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 37°C = 310 K
p = (2 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(310 K)
π = 50.942 atm
Demak, 37°C haroratda 1 litr suvda 1 mol glyukoza va 1 mol fruktoza saqlagan eritmaning osmotik bosimi 50.942 atm.
4-savol: Ikki elektrolit bo'lmagan moddalar aralashmasi
Savol:
20°C haroratda 1 litr suvda 0.5 mol karbamid (CO(NH2)2) va 0.5 mol etanol (C2H5OH) dan iborat aralashmaning osmotik bosimi qancha? (R = 0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)
Munozara:
1. Eritmadagi mollarning umumiy sonini hisoblang:
Mollarning umumiy soni = 0.5 mol karbamid + 0.5 mol etanol = 1 mol
2. Osmotik bosimni hisoblash:
Osmotik bosim (π) = MRT
Qayerda:
M = 1 mol/L (chunki 1 litr suvda jami 1 mol mavjud)
R = 0.0821 L atm K^-1 mol^-1
T = 20°C = 293 K
p = (1 mol/L)(0.0821 L·atm·K^-1·mol^-1)(293 K)
π = 24.0633 atm
Demak, 20°C haroratda 1 litr suvda 0.5 mol karbamid va 0.5 mol etanol bo'lgan aralashmaning osmotik bosimi 24.0633 atm.
Xulosa
Yuqoridagi misol masalasidan biz turli sharoitlarda osmotik bosimni qanday hisoblashni tushunishimiz mumkin. Osmotik bosimga eritma konsentratsiyasi, erigan modda turi (elektrolit yoki elektrolit bo'lmagan) va harorat kabi omillar ta'sir qiladi. Osmotik bosimning matematik tahlili ideal gaz qonuni tomonidan belgilanadigan asosiy tamoyillarga asoslanadi. Ushbu tushunchani yaxshi tushungan holda, biz uni kimyo va biologiyadagi turli amaliy vaziyatlarga qo'llashimiz mumkin.
