Калькулятор осмотического давления

Осмотическое давление — это внешнее давление, необходимое для прекращения результирующего переноса растворителя через полупроницаемую мембрану в более концентрированный раствор. Мембрана пропускает молекулы растворителя, задерживая хотя бы один вид растворенных частиц. Без противодействующего давления растворитель стремится перейти на сторону с большей эффективной концентрацией частиц. Осмос играет важную роль в гидратации клеток, разработке внутривенных растворов, опреснении, сохранении продуктов и измерении молекулярной массы полимеров. Для идеального разбавленного раствора уравнение Вант-Гоффа напоминает закон идеального газа: осмотическое давление равно произведению фактора Вант-Гоффа, молярной концентрации, газовой постоянной и абсолютной температуры. Калькулятор использует газовую постоянную 0.082057 литр-атмосферы на моль-кельвин, поэтому давление выводится в атмосферах. Температура Цельсия переводится в кельвины добавлением 273.15. Молярность должна выражать число молей растворенных формульных единиц на литр конечного раствора. Фактор Вант-Гоффа учитывает число частиц растворенного вещества, образующихся из одной формульной единицы. Неэлектролит, например глюкоза, в воде в основном сохраняется в виде целых молекул и имеет идеальный фактор один. Хлорид натрия в идеале разделяется на два иона, поэтому его часто рассматривают с фактором два. Хлорид кальция в идеале образует три иона. Реальные растворы электролитов обычно имеют меньшие эффективные факторы: электростатические взаимодействия и образование ионных пар ослабляют независимое поведение частиц, особенно при росте концентрации. Осмотическое давление — коллигативное свойство, то есть оно зависит прежде всего от числа растворенных частиц, а не от их химической природы. Даже умеренная молярная концентрация может создавать значительное давление, поскольку при обычных условиях абсолютная температура близка к тремстам кельвинам. Поэтому биологические растворы часто описывают через осмолярность или осмоляльность, напрямую учитывающие концентрацию частиц. Растворы с одинаковой эффективной осмотической концентрацией можно считать изотоническими лишь с учетом проницаемости мембраны и неидеальных биологических эффектов. Идеальное уравнение лучше всего подходит для разбавленных растворов с хорошо изученной диссоциацией. Концентрированные растворы могут существенно отклоняться от идеальности; точные расчеты могут требовать коэффициентов активности или измеренных осмотических коэффициентов. Макромолекулы, реакции ассоциации, неполная диссоциация, селективность мембраны и температурная зависимость химических процессов также влияют на наблюдаемое давление. Используйте согласованные единицы и по возможности экспериментально обоснованный фактор. Калькулятор дает наглядную идеальную оценку для обучения и предварительного планирования лабораторных работ, но не заменяет измерения в клинических задачах или инженерии высоких давлений.