OSMOLARITÄT: BERECHNUNG UND DIFFERENZ ZUR OSMOLALITÄT - CHEMIE - 2025

Die Osmolarität ist der Parameter, der die Konzentration einer chemischen Verbindung in einem Liter Lösung misst, vorausgesetzt, dies trägt zu den kolligativen Eigenschaften bei, die als osmotischer Druck dieser Lösung bekannt sind.

In diesem Sinne bezieht sich der osmotische Druck einer Lösung auf die Druckmenge, die erforderlich ist, um den Osmoseprozess zu verlangsamen, der als selektiver Durchgang von Lösungsmittelpartikeln durch eine semipermeable oder poröse Membran aus einer Lösung definiert ist. von einer niedrigeren zu einer konzentrierten Konzentration.

Ebenso ist die Einheit, die verwendet wird, um die Menge an gelösten Partikeln auszudrücken, Osmol (dessen Symbol Osm ist), das nicht Teil des Internationalen Einheitensystems (SI) ist, das in den meisten Teilen der Welt verwendet wird. Die Konzentration des gelösten Stoffes in der Lösung wird also in Einheiten von Osmol pro Liter (Osm / l) definiert.

Formel

Wie zuvor erwähnt, wird die Osmolarität (auch als osmotische Konzentration bekannt) in Einheiten ausgedrückt, die als Osm / L definiert sind. Dies ist auf seine Beziehung zur Bestimmung des osmotischen Drucks und zur Messung der Lösungsmitteldiffusion durch Osmose zurückzuführen.

In der Praxis kann die osmotische Konzentration unter Verwendung eines Osmometers als physikalische Größe bestimmt werden.

Das Osmometer ist ein Instrument zur Messung des osmotischen Drucks einer Lösung sowie zur Bestimmung anderer kolligativer Eigenschaften (wie Dampfdruck, Erhöhung des Siedepunkts oder Verringerung des Gefrierpunkts), um den Wert zu erhalten der Osmolarität der Lösung.

Auf diese Weise wird zur Berechnung dieses Messparameters die folgende Formel verwendet, die alle Faktoren berücksichtigt, die diese Eigenschaft beeinflussen können.

Osmolarität = Σφ _i n _i C _i

In dieser Gleichung wird die Osmolarität als die Summe festgelegt, die sich aus der Multiplikation aller Werte ergibt, die aus drei verschiedenen Parametern erhalten wurden, die nachstehend definiert werden.

Definition von Variablen in der Osmolaritätsformel

Erstens gibt es den osmotischen Koeffizienten, dargestellt durch den griechischen Buchstaben φ (phi), der erklärt, wie weit die Lösung vom idealen Verhalten oder mit anderen Worten vom Grad der Nichtidealität entfernt ist, den der gelöste Stoff in der Lösung manifestiert.

In der einfachsten Weise bezieht sich φ auf den Dissoziationsgrad des gelösten Stoffes, der einen Wert zwischen Null und Eins haben kann, wobei der Maximalwert, der die Einheit ist, eine Dissoziation von 100% darstellt; das heißt absolut.

In einigen Fällen - wie bei Saccharose - überschreitet dieser Wert die Einheit; Während in anderen Fällen, wie z. B. bei Salzen, der Einfluss elektrostatischer Wechselwirkungen oder Kräfte einen osmotischen Koeffizienten mit einem Wert von weniger als eins verursacht, obwohl eine absolute Dissoziation auftritt.

Andererseits gibt der Wert von n die Anzahl der Partikel an, in denen ein Molekül dissoziieren kann. Im Fall von ionischen Spezies ist das Beispiel Natriumchlorid (NaCl), dessen Wert von n gleich zwei ist; wohingegen im nichtionisierten Glucosemolekül der Wert von n gleich eins ist.

Schließlich stellt der Wert von c die Konzentration des gelösten Stoffes dar, ausgedrückt in Moleinheiten; und der Index i bezieht sich auf die Identität eines bestimmten gelösten Stoffes, die jedoch zum Zeitpunkt der Multiplikation der drei oben genannten Faktoren und damit der Erzielung der Osmolarität gleich sein muss.

Wie berechnet man das?

Wenn Sie im Fall der ionischen Verbindung KBr (bekannt als Kaliumbromid) eine Lösung mit einer Konzentration von 1 mol / l KBr in Wasser haben, wird davon ausgegangen, dass sie eine Osmolarität von 2 Osmol / l aufweist.

Dies ist auf seinen Charakter als starker Elektrolyt zurückzuführen, der seine vollständige Dissoziation in Wasser begünstigt und die Freisetzung von zwei unabhängigen Ionen (K ⁺ und Br ^- ) ermöglicht, die eine bestimmte elektrische Ladung aufweisen, so dass jedes Mol KBr zwei Osmolen entspricht. in Lösung.

In ähnlicher Weise gibt es für eine Lösung mit einer Konzentration von 1 mol / l BaCl ₂ (bekannt als Bariumchlorid) in Wasser eine Osmolarität von 3 Osmol / l.

Dies liegt daran, dass drei unabhängige Ionen freigesetzt werden: ein Ba ²⁺ -Ion und zwei Cl ^- -Ionen . Jedes Mol BaCl ₂ entspricht also drei Osmolen in Lösung.

Andererseits unterliegen nichtionische Spezies keiner solchen Dissoziation und produzieren ein einziges Osmol für jedes Mol gelösten Stoffes. Bei einer Glucoselösung mit einer Konzentration von 1 mol / l entspricht dies 1 Osmol / l der Lösung.

Unterschiede zwischen Osmolarität und Osmolalität

Ein Osmol ist definiert als die Anzahl der Partikel, die in einem Volumen von 22,4 l Lösungsmittel gelöst sind, einer Temperatur von 0 ° C ausgesetzt sind und die Erzeugung eines osmotischen Drucks von 1 atm verursachen. Es ist zu beachten, dass diese Partikel als osmotisch aktiv angesehen werden.

In diesem Sinne beziehen sich die als Osmolarität und Osmolalität bekannten Eigenschaften auf dieselbe Messung: die Konzentration des gelösten Stoffes in einer Lösung oder mit anderen Worten den Gehalt an Gesamtpartikeln des gelösten Stoffes in Lösung.

Der grundlegende Unterschied zwischen Osmolarität und Osmolalität besteht in den Einheiten, in denen jede dargestellt ist:

Die Osmolalität wird als Substanzmenge pro Volumen der Lösung (d. H. Osmol / l) ausgedrückt, während die Osmolalität als Substanzmenge pro Masse des Lösungsmittels (d. H. Osmol / kg Lösung) ausgedrückt wird.

In der Praxis werden beide Parameter gleichgültig verwendet und manifestieren sich sogar in unterschiedlichen Einheiten, da zwischen den Gesamtgrößen der verschiedenen Messungen ein vernachlässigbarer Unterschied besteht.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Osmotische Konzentration. Von es.wikipedia.org wiederhergestellt
2. Chang, R. (2007). Chemie, 9. Auflage. Mexiko: McGraw-Hill.
3. Evans, DH (2008). Osmotische und ionische Regulation: Zellen und Tiere. Erhalten von books.google.co.ve
4. Potts, WT und Parry, W. (2016). Osmotische und ionische Regulation bei Tieren. Von books.google.co.ve wiederhergestellt
5. Armitage, K. (2012). Untersuchungen in der allgemeinen Biologie. Erhalten von books.google.co.ve