溶質ポテンシャルの計算方法

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著者: Robert Simon
作成日: 24 六月 2021
更新日: 11 5月 2024
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【中1 理科 化学】 濃度の計算方法 (14分)
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浸透は、生物にとって重要なプロセスです。その現象は、溶質の濃度が最も低い側から濃度が最も高い側に半透性の障壁を横切って水が移動することです。このプロセスを駆動する力は浸透圧であり、それは障壁の両側の溶質の濃度に依存します。差が大きいほど、浸透圧は強くなります。この差は溶質ポテンシャルと呼ばれ、温度と溶質の粒子数に依存します。モル濃度とイオン化定数と呼ばれる量から計算できます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

溶質ポテンシャル(ψs)は、溶質のイオン化定数(i)、そのモル濃度(C)、ケルビンの温度(T)、および圧力定数と呼ばれる定数(R)の積です。数学的形式で:

ψs= iCRT

イオン化定数

溶質が水に溶解すると、その成分イオンに分解されますが、その組成によっては完全に溶解しない場合があります。解離定数とも呼ばれるイオン化定数は、溶質のイオン化されていない分子に対するイオンの合計です。言い換えれば、溶質が水中で作る粒子の数です。完全に溶解する塩のイオン化定数は2です。ショ糖やグルコースなど、水中でそのままの分子のイオン化定数は1です。

モル濃度

モル濃度またはモル濃度を計算して、粒子の濃度を決定します。溶質のモル数を計算し、溶液の体積で割ることにより、1リットルあたりのモル数で表されるこの量に到達します。

溶質のモル数を調べるには、溶質の重量を化合物の分子量で割ります。たとえば、塩化ナトリウムの分子量は58 g / molなので、サンプルの重量が125 gの場合、125 g÷58 g / mole = 2.16モルになります。次に、溶質のモル数を溶液の体積で割って、モル濃度を求めます。 2.16モルの塩化ナトリウムを2リットルの水に溶かすと、モル濃度は2.16モル÷2リットル=リットルあたり1.08モルになります。これを1.08 Mと表現することもできます。「M」は「モル」を表します。

溶質ポテンシャルの式

イオン化ポテンシャル(i)とモル濃度(C)がわかれば、溶液に含まれる粒子の数がわかります。 0.0831リットルバー/モルである圧力定数(R)を掛けることにより、これを浸透圧に関連付けます。 oK.圧力は温度に依存するため、ケルビン温度(摂氏+ 273)に等しいケルビン温度で乗算することにより、これを方程式に含める必要があります。溶質ポテンシャル(ψs)の式は次のとおりです。

ψs= iCRT

摂氏20度で塩化カルシウムの0.25 M溶液の溶質ポテンシャルを計算します。

塩化カルシウムは完全にカルシウムと塩素イオンに解離するため、そのイオン化定数は2で、温度はケビン度(20 + 273)= 293 Kです。したがって、溶質ポテンシャルは(2•0.25モル/リットル•0.0831リットルbar /ほくろK•293 K)

= 12.17バー。