Il osmolarità è il parametro che misura la concentrazione di un composto chimico in un litro di soluzione, purché contribuisca alla proprietà colligativa nota come pressione osmotica di detta soluzione.
In questo senso, la pressione osmotica di una soluzione si riferisce alla quantità di pressione necessaria per rallentare il processo di osmosi, che è definito come il passaggio selettivo di particelle di solvente attraverso una membrana semipermeabile o porosa da una soluzione. una concentrazione più bassa a una più concentrata.
Allo stesso modo, l'unità utilizzata per esprimere la quantità di particelle di soluto è osmol (il cui simbolo è Osm), che non fa parte del Sistema internazionale di unità (SI) utilizzato nella maggior parte del mondo. Quindi la concentrazione di soluto nella soluzione è definita in unità di Osmoli per litro (Osm / l).
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Come accennato in precedenza, l'osmolarità (nota anche come concentrazione osmotica) è espressa in unità definite come Osm / L. Ciò è dovuto alla sua relazione con la determinazione della pressione osmotica e la misura della diffusione del solvente per osmosi..
In pratica, la concentrazione osmotica può essere determinata come quantità fisica con l'uso di un osmometro..
L'osmometro è uno strumento utilizzato per misurare la pressione osmotica di una soluzione, nonché la determinazione di altre proprietà colligative (come la tensione di vapore, aumento del punto di ebollizione o diminuzione del punto di congelamento) per ottenere il valore dell'osmolarità della soluzione.
In questo modo, per calcolare questo parametro di misura, viene utilizzata la formula di seguito presentata, che tiene conto di tutti i fattori che possono influenzare questa proprietà.
Osmolarità = ΣφionioCio
In questa equazione, l'osmolarità è stabilita come la somma risultante dalla moltiplicazione di tutti i valori ottenuti da tre diversi parametri, che verranno definiti di seguito.
Innanzitutto c'è il coefficiente osmotico, rappresentato dalla lettera greca φ (phi), che spiega quanto la soluzione sia lontana dal comportamento ideale o, in altre parole, il grado di non idealità che il soluto manifesta nella soluzione.
Nel modo più semplice, φ si riferisce al grado di dissociazione del soluto, che può avere un valore compreso tra zero e uno, dove il valore massimo che è l'unità rappresenta una dissociazione del 100%; cioè assoluto.
In alcuni casi, come il saccarosio, questo valore supera l'unità; mentre in altri casi, come i sali, l'influenza di interazioni o forze elettrostatiche provocano un coefficiente osmotico di valore inferiore all'unità, anche se c'è dissociazione assoluta.
D'altra parte, il valore di n indica il numero di particelle in cui una molecola può dissociarsi. Nel caso delle specie ioniche, l'esempio è il cloruro di sodio (NaCl), il cui valore di n è uguale a due; mentre nella molecola di glucosio non ionizzato il valore di n è uguale a uno.
Infine, il valore di c rappresenta la concentrazione del soluto, espressa in unità molari; e il pedice i si riferisce all'identità di uno specifico soluto, ma che deve essere lo stesso moltiplicando i tre fattori sopra menzionati e ottenendo così l'osmolarità.
Nel caso del composto ionico KBr (noto come bromuro di potassio), se si dispone di una soluzione con una concentrazione pari a 1 mol / l di KBr in acqua, si deduce che ha un'osmolarità pari a 2 osmol / l.
Ciò è dovuto al suo carattere di forte elettrolita, che ne favorisce la completa dissociazione in acqua e permette il rilascio di due ioni indipendenti (K+ e fr-) che hanno una certa carica elettrica, in modo che ogni mole di KBr sia equivalente a due osmoli in soluzione.
Allo stesso modo, per una soluzione con una concentrazione pari a 1 mol / l di BaClDue (noto come cloruro di bario) in acqua, ha un'osmolarità pari a 3 osmol / l.
Questo perché vengono rilasciati tre ioni indipendenti: uno ione BaDue+ e due ioni Cl-. Quindi, ogni mole di BaClDue è equivalente a tre osmoli in soluzione.
D'altra parte, le specie non ioniche non subiscono tale dissociazione e producono un singolo osmol per ogni mole di soluto. Nel caso di una soluzione di glucosio di concentrazione pari a 1 mol / l, questo è equivalente a 1 osmol / l della soluzione.
Si definisce osmol il numero di particelle che vengono disciolte in un volume pari a 22,4 l di solvente, sottoposte ad una temperatura di 0 ° C e provocando la generazione di una pressione osmotica pari a 1 atm. Va notato che queste particelle sono considerate osmoticamente attive.
In questo senso, le proprietà note come osmolarità e osmolalità si riferiscono alla stessa misura: la concentrazione di soluto in una soluzione o, in altre parole, il contenuto delle particelle totali di soluto in soluzione..
La differenza fondamentale che si stabilisce tra osmolarità e osmolalità è nelle unità in cui ciascuna è rappresentata:
L'osmolalità è espressa in termini di quantità di sostanza per volume di soluzione (cioè osmol / l), mentre l'osmolalità è espressa in quantità di sostanza per massa di solvente (cioè osmol / kg di soluzione).
In pratica entrambi i parametri vengono utilizzati indifferentemente, manifestandosi anche in unità diverse, per il fatto che esiste una differenza trascurabile tra le grandezze totali delle diverse misure..
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