Kuliah08: Teks Halaman 486-490

Tekanan Osmosis

Tekanan yang terhasil daripada pergerakan zarah pelarut melalui membran separa telap daripada larutan yang kurang pekat kepada larutan yang lebih pekat. Kedua-dua larutan ini dipisahkan cuma oleh membran separa telap tersebut. Osmosis berlaku.

Pada keseimbangan suatu tekanan, π terbentuk. Tekanan ini dinamakan tekanan osmosis, dan merupakan tekanan yang diperlukan untuk menahan osmosis berkenaan berlaku.

Pada suhu malar, T, tekanan osmosis, π, berkadaran terus kepada kepekatan, yang dinyatakan dalam mol per isipadu tertentu, misalnya kemolaran M, larutan tersebut.

π = CRT, dengan C = kepekatan larutan dalam mol per isipadu, R = pemalar gas 8.314 JK-1mol-1, T = suhu (mutlak).

Sebandingan dengan persamaan gas unggul,

V = isipadu larutan, w jisim bahan larut dan Mr = jisim molekul relatif bahan larut.

Osmosis juga berlaku jika dua larutan yang berlainan kepekatan dipisahkan oleh membran separa telap. Dua larutan yang sama kepekatannya dikatakan berada dalam keadaan ISOTONIK.

Bagi larutan yang tidak isotonik, larutan yang lebih cair dinamakan larutan HIPOTONIK, dan larutan yang lebih pekat dinamakan larutan HIPERTONIK.

Dalam kebanyakan eksperimen tekanan osmosis diperoleh sebagai "tinggi turus larutan". Ini sebenarnya adalah unit relatif sahaja.

Unit (SI) tekanan adalah Pa (Nm-2), oleh itu dalam persamaan tekanan osmosis, unit relatif tersebut perlulah ditukarkan kepada unit mutlak.

Misalkan tekanan osmosis dinyatakan sebagai "h cm larutan", dengan ketumpatan larutan tersebut adalah d gcm-3. Misalkan luas keratan rentas turus adalah A cm2. [Pecutan graviti setempat ialah G ms-2.

Isipadu turus = (A cm2) × (h cm) = A h cm3

Jisim turus larutan = (d g cm-3) × (A h cm3) = d A h g = d A h × 10-3 kg

Daya yang bertindak ke atas larutan oleh turus larutan ialah
= jisim × pecutan graviti = (d A h × 10-3 kg) × (G ms-2) = d A h G × 10-3 N

Contoh-contoh [berdasarkan cth 12.9 hlm 488]

1 Tekanan osmosis air laut adalah 30 atm pada suhu 25°C. Berapakah tekanan ini dalam sebutan tinggi turus air, jika eksperimen osmosis dilakukan di dalam makmal? [Anggap ketumpatan air d = 1 g cm-3; pecutan graviti, G = 10 ms-2].

2. Hitung kepekatan larutan urea, (NH2)2CO, yang isotonik dengan air laut, dalam contoh 2.

3. Berapakah tekanan osmosis larutan sukrosa 0.884 M pada suhu 16°C?

 

Beberapa aplikasi osmosis

1 Hemolisis. Analisis sel darah. Dalam darah, plasma mempunyai kepekatan bahan larut yang sedemikian sehingga larutan ini berisotonik dengan cecair di dalam sel darah. Apabila darah dimasukkan ke dalam larutan hipotonik, osmosis berlaku. Air akan memasuki sel darah, kerana dinding sel darah adalah membran separa telap. Sel darah menjadi kembung, akhirnya pecah, menghamburkan keluar bahan-bahan di dalamnya. Dengan cara ini ahli biokimia dapat mengkaji isi sel darah, misalnya hemoglobin.

2 Pokok yang tinggi, ada yang puluhan meter tingginya, perlukan kaedah tertentu untuk mengangkut air dari akar ke daun. Tindakan kapilari cuma boleh mengangkat air beberapa cm sahaja. Kaedah ini adalah osmosis.

3 Pengawetan makanan dengan penambahan garam atau gula. Penambahan garam atau gula menjadikan persekitaran hipertonik terhadap sel bakteria. Osmosis berlaku, air di dalam sel bakteria keluar ke persekitaran. Sel menjadi kecut, dan dengan demikian tidak berfungsi. Proses ini dikenali sebagai crenation.

PENENTUAN SIFAT KOLIGATIF UNTUK PENENTUAN JISIM MOLEKUL BAHAN TERLARUT

Penurunan tekanan wap:

Krisokopi/Ebulioskopi:

Osmometri:

Hubungan antara kemolaran dengan kemolalan:

Jika larutan dinyatakan sebagai peratus (%):

Cth 12.10 [Hlm 489]

Satu sebatian berformula empirik C5H4. Larutan 7.85 g sebatian tersebut di dalam 301 g benzena menghasilkan perbezaan takat beku larutan-pelarut sebanyak 1.05°C. Hitung jisim molekul dan formula molekul sebatian ini.

Larutan 0.85 g satu sebatian organik di dalam 100 g benzena membeku pada suhu 5.16°C; benzena tulen membeku pada suhu 5.5°C. Tentukan kemolalan dan jisim molekul sebatian tersebut.

Cth 12.11 [Hlm 489]

Satu larutan disediakan dengan melarutkan 35.0 g hemoglobin (Hb) di dalam air sehingga isipadu larutan menjadi 1 L. Tekanan osmosis larutan ini pada suhu 25°C ialah 10 mmHg. Hitung jisim molekul hemoglobin.

202 mL larutan benzena yang mengandungi 2.47 g polimer organik mempunyai tekanan osmosis 8.63 mmHg pada suhu 21°C. Hitung jisim molekul polimer tersebut.

 Tutoran

Latihan 12.43-12.50 Hlm 499

Latihan 12.65-12.68 Hlm 500

________________________________________________________________