Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Tekanan Osmotik (Hydrostatic)
- Berkaitan Tekanan Osmotik untuk Menyelesaikan Konsentrasi
- Uji sendiri
Osmosis adalah proses yang berlaku di antara dua bekas yang dipisahkan oleh penghalang separuh telap. Sekiranya penghalang mempunyai liang yang cukup besar untuk membolehkan molekul air lulus tetapi cukup kecil untuk menghalang molekul larut, air akan mengalir dari sisi dengan kepekatan yang lebih kecil daripada larut ke sisi dengan kepekatan yang lebih besar. Proses ini berterusan sehingga sama ada konsentrasi pelarut adalah sama di kedua-dua belah pihak atau tekanan menahan perubahan volum pada sisi dengan kepekatan yang lebih besar melebihi daya memacu air melalui penghalang. Tekanan ini adalah tekanan osmotik atau hidrostatik, dan ia berbeza secara langsung dengan perbezaan dalam kepekatan larut antara kedua-dua pihak.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Tekanan osmotik yang memandu air merentasi peningkatan halangan yang tidak dapat dipertahankan dengan perbezaan dalam kepekatan larut di kedua-dua belah halangan. Dalam penyelesaian dengan lebih daripada satu larut, jumlah kepekatan semua larutan untuk menentukan jumlah kepekatan larut. Tekanan osmotik hanya bergantung kepada bilangan zarah terlarut, bukan pada komposisi mereka.
Tekanan Osmotik (Hydrostatic)
Proses mikroskopik sebenar yang memacu osmosis agak misteri, tetapi saintis mendeskripsikannya dengan cara ini: Molekul air adalah keadaan pergerakan yang berterusan, dan mereka berhijrah secara bebas ke dalam bekas tanpa had untuk menyamakan kepekatan mereka. Jika anda memasukkan penghalang ke dalam bekas yang boleh dilalui, mereka akan melakukannya. Walau bagaimanapun, jika satu sisi penghalang mengandungi penyelesaian dengan zarah-zarah yang terlalu besar untuk mendapatkan melalui halangan, molekul-molekul air yang mengalir dari pihak yang lain harus berkongsi ruang dengannya. Kelantangan di sebelahnya dengan peningkatan larut sehingga bilangan molekul air pada kedua-dua belah adalah sama.
Meningkatkan kepekatan larut mengurangkan ruang yang tersedia untuk molekul air, yang mengurangkan bilangan mereka. Ini seterusnya meningkatkan kecenderungan air mengalir ke bahagian itu dari sisi yang lain. Untuk antropomorfin sedikit, semakin besar perbezaan kepekatan molekul air, semakin mereka "mahu" bergerak melintasi halangan ke sisi yang mengandungi larut.
Para saintis memanggil tekanan osmotik ini atau tekanan hidrostatik, dan kuantiti yang boleh diukur. Letakkan penutup pada bekas tegar untuk mengelakkan kelantangan daripada berubah dan mengukur tekanan yang diperlukan untuk memastikan air naik apabila anda mengukur kepekatan larutan di sebelah dengan larutan yang paling larut. Apabila tiada lagi perubahan dalam kepekatan berlaku, tekanan yang anda lakukan pada penutup adalah tekanan osmotik, dengan mengambil kira kepekatan pada kedua-dua pihak tidak disamakan.
Berkaitan Tekanan Osmotik untuk Menyelesaikan Konsentrasi
Dalam kebanyakan situasi sebenar, seperti akar lukisan kelembapan dari tanah atau sel-sel yang bertukar cecair dengan persekitaran mereka, kepekatan tertentu larutan terdapat pada kedua-dua belah halangan separuh telap, seperti dinding akar atau sel. Osmosis berlaku selagi kepekatannya berbeza, dan tekanan osmotik berkadar terus dengan perbezaan kepekatan. Dalam istilah matematik:
P = RT (ΔC)
di mana T ialah suhu di Kelvins, ΔC adalah perbezaan kepekatan dan R adalah pemalar gas yang ideal.
Tekanan osmotik tidak bergantung kepada saiz molekul larut atau komposisinya. Ia hanya bergantung kepada berapa ramai di antara mereka. Oleh itu, jika lebih daripada satu larutan hadir dalam penyelesaian, tekanan osmotik adalah:
P = RT (C1 + C2 + ... Cn)
di mana C1 adalah kepekatan satu larut, dan sebagainya.
Uji sendiri
Ia mudah untuk mendapatkan idea cepat kesan tumpuan pada tekanan osmotik. Campurkan satu sendok garam dalam segelas air dan masukkan lobak merah. Air akan mengalir keluar lobak ke dalam air masin dengan osmosis, dan lobak merah akan berkurang. Sekarang meningkatkan kepekatan garam hingga dua atau tiga sendok makan dan rekodkan seberapa cepat dan lengkapnya lobak merah.
Air dalam lobak merah mengandungi garam dan larutan lain, jadi sebaliknya akan berlaku jika anda membenamkannya dalam air suling: Wortel akan membengkak. Tambah sedikit garam dan rekod berapa banyak masa yang diperlukan untuk lobak merah membengkak atau sama ada ia membengkak dengan saiz yang sama. Jika wortel tidak membengkak atau berkurang, anda berjaya membuat penyelesaian yang mempunyai kepekatan garam yang sama seperti lobak merah.