Ecuația lui Van 't Hoff (osmoza)

Ecuația van 't Hoff (cunoscută și sub numele de relația van' t Hoff ) măsoară cantitativ presiunea osmotică , înțeleasă ca presiunea care trebuie aplicată pentru a preveni diluarea solutului , prin aplicarea unei corecții la formula utilizată pentru non- soluții dizolvate . -electroliți :

\pi =i\,M\,R\,T

{\ displaystyle \ pi = i \, M \, R \, T}

{\ displaystyle \ pi = i \, M \, R \, T}

unde: π = presiunea osmotică (atm)

R este constanta universală a gazelor ideale (egală cu 0,0821 l atm / mol K)
T este temperatura absolută (în K )
M este concentrația molară a substanței dizolvate (în mol / l)
i este un factor de corecție adimensional ținând cont de numărul de particule (molecule și ioni) în soluție (derivate din posibila disociere a solutului) numit coeficient van 't Hoff ; pentru electroliții slabi trebuie calculat ținând cont de gradul de disociere . Dacă dizolvatul nu se disociază (soluții non-electrolitice), coeficientul corectiv i nu este inclus în formulă.

Exemplu

Luând în considerare, de exemplu, descompunerea clorurii de calciu :

\mathrm {Ca} \,\mathrm {Cl} _{2}\rightleftharpoons \mathrm {Ca} ^{2+}+2\,\mathrm {Cl} ^{-}

{\ displaystyle \ mathrm {Ca} \, \ mathrm {Cl} _ {2} \ rightleftharpoons \ mathrm {Ca} ^ {2 +} + 2 \, \ mathrm {Cl} ^ {-}}

{\ displaystyle \ mathrm {Ca} \, \ mathrm {Cl} _ {2} \ rightleftharpoons \ mathrm {Ca} ^ {2 +} + 2 \, \ mathrm {Cl} ^ {-}}

în cazul în care concentrația în condiții standard de _CaCl2 este de 0,8 M , presiunea osmotică va fi:

\pi =i\cdot 800\,\mathrm {mol/m^{3}} \cdot 8.314\,\mathrm {J/mol\,K} \cdot 298\,K

{\ displaystyle \ pi = i \ cdot 800 \, \ mathrm {mol / m ^ {3}} \ cdot 8.314 \, \ mathrm {J / mol \, K} \ cdot 298 \, K}

{\ displaystyle \ pi = i \ cdot 800 \, \ mathrm {mol / m ^ {3}} \ cdot 8.314 \, \ mathrm {J / mol \, K} \ cdot 298 \, K}

Deoarece ionii disociați pentru fiecare moleculă sunt trei (doi de clor și unul de calciu), factorul de corecție este 3; rezultă:

\pi =3\cdot 800\,\mathrm {mol/m^{3}} \cdot 8.314\,\mathrm {J/mol\,K} \cdot 298\,K=5.95\,\mathrm {MPa}

{\ displaystyle \ pi = 3 \ cdot 800 \, \ mathrm {mol / m ^ {3}} \ cdot 8.314 \, \ mathrm {J / mol \, K} \ cdot 298 \, K = 5.95 \, \ mathrm {MPa}}

{\ displaystyle \ pi = 3 \ cdot 800 \, \ mathrm {mol / m ^ {3}} \ cdot 8.314 \, \ mathrm {J / mol \, K} \ cdot 298 \, K = 5.95 \, \ mathrm {MPa}}

Presiunea osmotică într-un lichid în care sunt dizolvate mai multe substanțe este încă dată de ecuația van 't Hoff. În acest caz, concentrația c trebuie să reprezinte concentrația totală a tuturor particulelor care nu pot traversa membrana. Această concentrație se numește osmolaritatea soluției. Valoarea sa este dată de suma tuturor particulelor care nu traversează membrana.

Elemente conexe

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei