L'osmose est un processus vital pour les organismes vivants. C'est le phénomène par lequel l'eau migre à travers une barrière semi-perméable du côté avec la plus faible concentration de solutés sur le côté le plus concentré. La force entraînant ce processus est la pression osmotique, et elle dépend de la concentration de soluté des deux côtés de la barrière. Plus la différence est grande, plus la pression osmotique est forte. Cette différence est appelée potentiel soluté, et dépend de la température et du nombre de particules de soluté, que vous pouvez calculer à partir de la concentration molaire et d'une quantité appelée constante d'ionisation.

TL; DR (Trop long; 't Read)

Le potentiel de soluté (ψs) est le produit de la constante d'ionisation (i) du soluté, de sa concentration molaire (C), de la température en Kelvins (T) et d'une constante appelée pression constante (R). Sous forme mathématique:

ψs = iCRT

Constante d'ionisation

Quand un soluté se dissout dans l'eau, il se brise en ions composants, mais il peut ne pas le faire complètement, selon sur sa composition. La constante d'ionisation, également appelée constante de dissociation, est la somme des ions des molécules de soluté. En d'autres termes, c'est le nombre de particules que le soluté va produire dans l'eau. Les sels qui se dissolvent complètement ont une constante d'ionisation de 2. Les molécules qui restent intactes dans l'eau, comme le saccharose et le glucose, ont une constante d'ionisation de 1.

Concentration molaire

Vous déterminez la concentration de particules en calculant la concentration molaire, ou la molarité. Vous arrivez à cette quantité, qui est exprimée en moles par litre, en calculant le nombre de moles de soluté et en divisant par le volume de solution.

Pour trouver le nombre de moles de soluté, divisez le poids de la solution. soluté par le poids moléculaire du composé. Par exemple, le chlorure de sodium a un poids moléculaire de 58 g /mol, donc si vous avez un échantillon pesant 125 g, vous avez 125 g ÷ 58 g /mole = 2,16 moles. Maintenant, divisez le nombre de moles de soluté par le volume de solution pour trouver la concentration molaire. Si vous dissolvez 2,16 moles de chlorure de sodium dans 2 litres d'eau, vous avez une concentration molaire de 2,16 moles ÷ 2 litres = 1,08 moles par litre. Vous pouvez aussi exprimer cela comme 1.08 M, où "M" signifie "molaire".

Formule pour Potentiel Soluté

Une fois que vous connaissez le potentiel d'ionisation (i) et la concentration molaire (C ), vous savez combien de particules contient la solution. Vous reliez cela à la pression osmotique en multipliant par la constante de pression (R), qui est 0,0831 litre bar /mole ^{oK. Puisque la pression dépend de la température, vous devez également tenir compte de cette différence dans l'équation en multipliant par la température en degrés Kelvin, qui est égale à la température en degrés Celsius plus 273. La formule du potentiel soluté (ψs) est:}

ψs = iCRT

Exemple

Calculer le potentiel soluté d'une solution de chlorure de calcium 0,25 M à 20 degrés Celsius.

Le chlorure de calcium se dissocie complètement en calcium et en chlore ions, donc sa constante d'ionisation est 2, et la température en degrés Kevin est (20 + 273) = 293 K. Le potentiel de soluté est donc (2 • 0,25 mole /litre • 0,0831 litre bar /mole K • 293 K) >

= 12,17 bars.