La osmolaridad es el parámetro que mide la concentración que se tiene de un compuesto químico en un litro de solución, siempre y cuando este contribuya a la propiedad coligativa conocida como presión osmótica de dicha solución.
ในแง่นี้ความดันออสโมติกของสารละลายหมายถึงปริมาณความดันที่จำเป็นในการชะลอกระบวนการออสโมซิสซึ่งถูกกำหนดให้เป็นทางเลือกของอนุภาคตัวทำละลายผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านหรือมีรูพรุนจากสารละลาย จากความเข้มข้นที่ต่ำกว่าไปสู่ความเข้มข้นที่มากขึ้น
ในทำนองเดียวกันหน่วยที่ใช้ในการแสดงปริมาณอนุภาคของตัวถูกละลายคือออสโมล (ซึ่งมีสัญลักษณ์คือ Osm) ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบหน่วยสากล (SI) ที่ใช้กันทั่วโลก ดังนั้นความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารละลายจึงถูกกำหนดเป็นหน่วยของ Osmoles ต่อลิตร (Osm / l)
สูตร
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ osmolarity (เรียกอีกอย่างว่าความเข้มข้นของออสโมติก) แสดงในหน่วยที่กำหนดเป็น Osm / L เนื่องจากความสัมพันธ์กับการกำหนดความดันออสโมติกและการวัดการแพร่กระจายของตัวทำละลายโดยการออสโมซิส
ในทางปฏิบัติความเข้มข้นของออสโมติกสามารถกำหนดเป็นปริมาณทางกายภาพได้โดยใช้เครื่องวัดออสโมติก
ออสโมมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันออสโมติกของสารละลายเช่นเดียวกับการกำหนดคุณสมบัติเชิงเปรียบเทียบอื่น ๆ (เช่นความดันไอการเพิ่มขึ้นของจุดเดือดหรือการลดลงของจุดเยือกแข็ง) เพื่อให้ได้ค่า ของออสโมลาริตีของสารละลาย
ด้วยวิธีนี้ในการคำนวณพารามิเตอร์การวัดนี้จะใช้สูตรต่อไปนี้ซึ่งคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดที่อาจส่งผลต่อคุณสมบัตินี้
Osmolarity = Σφ i n i C i
ในสมการนี้ออสโมลาริตีถูกกำหนดขึ้นเป็นผลรวมที่เกิดจากการคูณค่าทั้งหมดที่ได้จากพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันสามตัวซึ่งจะกำหนดไว้ด้านล่าง
นิยามของตัวแปรในสูตรออสโมลาริตี
ประการแรกมีค่าสัมประสิทธิ์ออสโมติกซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรกรีกφ (phi) ซึ่งอธิบายว่าสารละลายอยู่ห่างจากพฤติกรรมในอุดมคติมากเพียงใดหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือระดับของความไม่เป็นอุดมคติที่ตัวถูกละลายปรากฏในสารละลาย
ในวิธีที่ง่ายที่สุดφหมายถึงระดับของการแยกตัวของตัวถูกละลายซึ่งอาจมีค่าระหว่างศูนย์ถึงหนึ่งโดยค่าสูงสุดที่เป็นหน่วยแสดงถึงการแยกตัว 100% นั่นคือแน่นอน
ในบางกรณี - เช่นของซูโครส - ค่านี้เกินเอกภาพ ในขณะที่ในกรณีอื่น ๆ เช่นเกลืออิทธิพลของปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตหรือกองกำลังทำให้เกิดสัมประสิทธิ์ออสโมติกที่มีค่าต่ำกว่าเอกภาพแม้ว่าจะเกิดการแยกตัวแบบสัมบูรณ์
ในทางกลับกันค่าของ n ระบุจำนวนอนุภาคที่โมเลกุลสามารถแยกตัวออกจากกันได้ ในกรณีของชนิดไอออนิกตัวอย่างคือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ซึ่งมีค่า n เท่ากับสอง ในขณะที่ในโมเลกุลกลูโคสที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนค่าของ n จะเท่ากับหนึ่ง
สุดท้ายค่าของ c แสดงถึงความเข้มข้นของตัวถูกละลายซึ่งแสดงเป็นหน่วยโมลาร์ และตัวห้อย i หมายถึงเอกลักษณ์ของตัวถูกละลายเฉพาะ แต่ต้องเหมือนกันในขณะคูณปัจจัยทั้งสามที่กล่าวถึงข้างต้นและทำให้ได้รับออสโมลาริตี
วิธีการคำนวณ?
ในกรณีของสารประกอบไอออนิก KBr (เรียกว่าโพแทสเซียมโบรไมด์) ถ้าคุณมีสารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากับ 1 โมล / ลิตรของ KBr ในน้ำจะอนุมานได้ว่ามีออสโมลาริตีเท่ากับ 2 ออสโมลาริตี / ลิตร
เนื่องจากลักษณะของมันเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งซึ่งช่วยให้เกิดการแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในน้ำและอนุญาตให้ปล่อยไอออนอิสระสองตัว (K +และ Br - ) ที่มีประจุไฟฟ้าหนึ่งเพื่อให้แต่ละโมลของ KBr เทียบเท่ากับออสโมลสองตัว ในการแก้ปัญหา
ในทำนองเดียวกันสำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากับ 1 mol / l ของ BaCl 2 (เรียกว่าแบเรียมคลอไรด์) ในน้ำจะมี osmolarity เท่ากับ 3 osmol / l
เนื่องจากไอออนอิสระ 3 ตัวถูกปล่อยออกมา: หนึ่ง Ba 2+ไอออนและ Cl -ไอออนสองตัว ดังนั้นแต่ละโมลของ BaCl 2จึงเทียบเท่ากับออสโมลสามตัวในสารละลาย
ในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตชนิด nonionic จะไม่ผ่านการแยกตัวดังกล่าวและผลิตออสโมลเดี่ยวสำหรับตัวถูกละลายแต่ละโมล ในกรณีของสารละลายน้ำตาลกลูโคสที่มีความเข้มข้นเท่ากับ 1 โมล / ลิตรจะเท่ากับ 1 ออสโมล / ลิตรของสารละลาย
ความแตกต่างระหว่าง osmolarity และ osmolality
ออสโมลหมายถึงจำนวนอนุภาคที่ละลายในปริมาตรเท่ากับ 22.4 ลิตรของตัวทำละลายภายใต้อุณหภูมิ 0 ° C และทำให้เกิดการสร้างแรงดันออสโมติกเท่ากับ 1 atm ควรสังเกตว่าอนุภาคเหล่านี้ถือว่ามีการใช้งานออสโมติก
ในแง่นี้คุณสมบัติที่เรียกว่าออสโมลาริตีและออสโมลาลิตี้หมายถึงการวัดเดียวกันคือความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารละลายหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือเนื้อหาของอนุภาคทั้งหมดของตัวถูกละลายในสารละลาย
ความแตกต่างพื้นฐานที่สร้างขึ้นระหว่างออสโมลาริตีและออสโมลาลิตีอยู่ในหน่วยที่แสดงถึง:
Osmolarity แสดงในรูปของปริมาณของสารต่อปริมาตรของสารละลาย (เช่น osmol / L) ในขณะที่ osmolality แสดงเป็นปริมาณของสารต่อมวลของตัวทำละลาย (เช่น osmol / kg ของสารละลาย)
ในทางปฏิบัติพารามิเตอร์ทั้งสองจะถูกใช้อย่างไม่แยแสแม้กระทั่งการแสดงตัวเองในหน่วยต่างๆเนื่องจากมีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างขนาดทั้งหมดของการวัดที่แตกต่างกัน
อ้างอิง
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) ความเข้มข้นของออสโมติก สืบค้นจาก es.wikipedia.org
- ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า. เม็กซิโก: McGraw-Hill
- อีแวนส์, DH (2008). ระเบียบออสโมติกและไอออนิก: เซลล์และสัตว์ ได้มาจาก books.google.co.ve
- Potts, WT และ Parry, W. (2016). ระเบียบออสโมติกและไอออนิกในสัตว์ กู้คืนจาก books.google.co.th
- Armitage, K. (2012). การสืบสวนทางชีววิทยาทั่วไป ได้มาจาก books.google.co.ve