Osmolaarisuus ja osmolaliteetti kemiassa

Osmolaarisuus ja osmolaalisuus ovat yksiköitä liuenneen aineen pitoisuus, jota käytetään usein viitaten biokemiaan ja kehon nesteisiin. Vaikka mitä tahansa polaarista liuotinta voitaisiin käyttää, näitä yksiköitä käytetään melkein yksinomaan vesipitoisiin (vesiliuoksiin). Opi, mitä osmolaarisuus ja osmolaalisuus ovat ja kuinka ne ilmaistaan.

Sekä osmolaarisuus että osmolaliteetti määritellään osmooleina. Osmooli on mittayksikkö, joka kuvaa mol yhdisteestä, joka myötävaikuttaa osmoottinen paine kemiallisen liuoksen.

Osmooli liittyy Osmosis ja sitä käytetään viitaten ratkaisuun, jossa osmoottinen paine on tärkeää, kuten veri ja virtsa.

Osmolaarisuus määritellään liuenneen aineen osmoolien lukumääräna litrassa (L) liuosta. Se ilmaistaan ​​osmolina / L tai Osm / L. Osmolaarisuus riippuu hiukkasten lukumäärästä kemiallisessa liuoksessa, mutta ei näiden molekyylien tai ionien identiteetistä.

1 mol / l NaCl-liuoksen osmolaarisuus on 2 osmoolia / l. Moli NaCl-dissosioituu täysin vedessä, jolloin saadaan

1 M natriumsulfaatin liuos, Na₂NIIN₄, dissosioituu 2 natriumioniksi ja 1 sulfaatti-anioniksi, joten jokaisesta natriumsulfaatin moolista tulee 3 osmoolia liuoksessa (3 Osm).

Jos haluat löytää 0,3-prosenttisen NaCl-liuoksen osmolaarisuuden, laske ensin suolaliuoksen molaarisuus ja muunna sen jälkeen molaarisuus osmolaarisuudeksi.

Muunna prosenttimäärä molaarisuudeksi:
0,03% = 3 grammaa / 100 ml = 3 grammaa / 0,1 L = 30 g / l
molaarisuus NaCl = moolia / litra = (30 g / L) x (1 mooli / NaCl: n molekyylipaino)

Katso Na: n ja Cl: n atomipainot jaksollinen taulukko ja lisää se yhteen, jotta saadaan molekyylipaino. Na on 22,99 g ja Cl on 35,45 g, joten NaCl: n molekyylipaino on 22,99 + 35,45, mikä on 58,44 grammaa moolia kohti. Kytke tämä:

3-prosenttisen suolaliuoksen molaarisuus = (30 g / l) / (58,44 g / mol)
molaarisuus = 0,51 M

Tiedät, että NaCl: a on 2 osmoolia moolia kohti, joten:

3-prosenttisen NaCl: n osmolaarisuus = molaarisuus x 2
osmolaarisuus = 0,51 x 2
osmolaarisuus = 1,03 Osm

Osmolaliteetti määritellään liuenneen aineen osmoolien lukumäärana kilogrammaa liuotinta. Se ilmaistaan ​​osmolina / kg tai Osm / kg.

Kun liuotin on vesi, osmolaarisuus ja osmolaalisuus voivat olla melkein samat tavanomaisissa olosuhteissa, koska veden likimääräinen tiheys on 1 g / ml tai 1 kg / L. Arvo muuttuu lämpötilan muuttuessa (esim. Veden tiheys 100 ° C: ssa on 0,9974 kg / L).

Osmolaliteetti on kätevä käyttää, koska liuottimen määrä pysyy vakiona lämpötilan ja paineen muutoksista riippumatta.

Vaikka osmolaarisuus on helppo laskea, sitä on vähemmän vaikea määrittää, koska liuoksen tilavuus muuttuu lämpötilan ja paineen mukaan. Osmolaarisuutta käytetään yleisimmin, kun kaikki mittaukset tehdään vakiona lämpötilassa ja paineessa.

Huomaa, että 1-molaarisella (M) liuoksella on yleensä korkeampi liuenneen aineen pitoisuus kuin 1-molaalisella liuoksella, koska liuennut aine muodostaa osan tilavuudesta liuoksen tilavuudessa.