Benützer:
Osmotischer Druck
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Der osmotische Druck entsteht in einer Lösung, wenn eine semipermeable Membran vorhanden ist. Diese Membran lässt das Lösungsmittel passieren, während sie das gelöste Stoffe auf einer Seite zurückhält, was zu einem Druckungleichgewicht führt. Dadurch verringert sich der Druck auf der Seite des reinen Lösungsmittels, was das Lösungsmittel dazu bringt, durch die Membran auf die Seite mit dem gelösten Stoff zu wandern.
Dieser Prozess setzt sich fort, bis der Druck auf der Seite mit dem gelösten Stoff so weit ansteigt, dass er die anfängliche Druckverringerung ausgleicht, oder bis der gelöste Stoff so stark verdünnt ist, dass kein Druckunterschied mehr besteht und ein osmotisches Gleichgewicht erreicht wird.
ID:(660, 0)
Feste Phase, Eis
Beschreibung
Die feste Phase, die in unserem Fall dem Eis entspricht, ist die Phase, in der sich Atome nicht relativ bewegen können und nur um ihren Gleichgewichtspunkt schwingen können.
In dieser Phase kann man eine Struktur beobachten, die oft kristallin und daher regelmäßig ist.
ID:(15141, 0)
Flüssige Phase, Wasser
Beschreibung
Die flüssige Phase, die in unserem Fall Wasser entspricht, ist die Phase, in der Atome sich relativ frei bewegen können, dabei jedoch ihre Einheit beibehalten und sich der Form anpassen, die sie umgibt.
In dieser Phase wird keine spezifische Struktur beobachtet.
ID:(15140, 0)
Gasphase, Wasserdampf
Beschreibung
Die gasförmige Phase, die in unserem Fall Wasserdampf entspricht, ist die Phase, in der Atome sich relativ frei bewegen können.
In dieser Phase gibt es nur minimale Wechselwirkungen, die das Verhalten der Atome beeinflussen können, ohne sie signifikant einzuschränken.
ID:(15142, 0)
Phasendiagramm des Wassers
Beschreibung
Eines der relevantesten Phasendiagramme für unseren Planeten ist das des Wassers. Dieses Diagramm zeigt die drei klassischen Phasen: fest, flüssig und gasförmig, sowie verschiedene Phasen mit unterschiedlichen kristallinen Strukturen des Eises.
Der bedeutende Unterschied zu anderen Materialien besteht darin, dass im Druckbereich von 611 Pa bis 209,9 MPa die feste Phase ein größeres Volumen einnimmt als die flüssige Phase. Diese Eigenschaft spiegelt sich im Phasendiagramm als eine negative Neigung entlang der Grenzlinie zwischen der festen Phase (hexagonales Eis) und der flüssigen Phase (Wasser) wider.
ID:(836, 0)
Osmotischer Druck
Beschreibung
Der osmotische Druck entsteht in einer Lösung, wenn eine semipermeable Membran vorhanden ist. Diese Membran lässt das Lösungsmittel passieren, während sie das gelöste Stoffe auf einer Seite zurückhält, was zu einem Druckungleichgewicht führt. Dadurch verringert sich der Druck auf der Seite des reinen Lösungsmittels, was das Lösungsmittel dazu bringt, durch die Membran auf die Seite mit dem gelösten Stoff zu wandern. Dieser Prozess setzt sich fort, bis der Druck auf der Seite mit dem gelösten Stoff so weit ansteigt, dass er die anfängliche Druckverringerung ausgleicht, oder bis der gelöste Stoff so stark verdünnt ist, dass kein Druckunterschied mehr besteht und ein osmotisches Gleichgewicht erreicht wird.
Variablen
Berechnungen
zu 
,
dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Variable
Gegeben
Berechnen
Ziel :
Gleichung
Zu verwenden
Gleichungen
(ID 4252)
Wenn zwischen zwei Punkten die Druckunterschied ($\Delta p$) existiert, wie durch die Gleichung bestimmt:
| $ dp = p - p_0 $ |
k nnen wir die Druck der Wassersäule ($p$) verwenden, definiert als:
| $ p_t = p_0 + \rho_w g h $ |
Dies ergibt:
$\Delta p=p_2-p_1=p_0+\rho_wh_2g-p_0-\rho_wh_1g=\rho_w(h_2-h_1)g$
Da die Höhendifferenz ($\Delta h$) wie folgt definiert ist:
| $ \Delta h = h_2 - h_1 $ |
kann die Druckunterschied ($\Delta p$) wie folgt ausgedr ckt werden:
| $ \Delta p = \rho_w g \Delta h $ |
(ID 4345)
Der Anzahl der Mol ($n$) entspricht der Anzahl der Partikel ($N$) geteilt durch der Avogadros Nummer ($N_A$):
| $ n \equiv\displaystyle\frac{ N_s }{ N_A }$ |
Wenn wir sowohl den Z hler als auch den Nenner mit die Partikelmasse ($m$) multiplizieren, erhalten wir:
$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$
Also ist es:
| $ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$ |
(ID 4854)
Como la energ a molar libre de Gibbs es
| $ dg = - s dT + v dp + \mu dN $ |
se tiene que para el equilibrio entre un sistema con y sin material disuelto (
$\displaystyle\frac{V}{N_A}dp=\displaystyle\frac{V}{N_A}(p - \Phi)=\mu dN=\mu (N-N_s)$
Como sin material disuelto se debe asumir que el vapor satisface la ecuaci n de los gases se tiene que
$\mu\sim \displaystyle\frac{R}{N_A} T$
con lo que se obtiene que
| $ \Psi =\displaystyle\frac{ N_s }{ V_C } R T $ |
(ID 12820)
(ID 12827)
Beispiele
(ID 15287)
Wenn eine halbdurchl ssige Membran am Boden eines U-f rmigen R hrchens platziert wird und Wasser hinzugef gt wird, kann man beobachten, dass das Hinzuf gen von gel stem Material dazu f hrt, dass sich die S ule mit dem gel sten Stoff erh ht:
Dies geschieht aufgrund des negativen Drucks des osmotischen Drucks.
(ID 2024)
(ID 15634)
Die Osmotischer Druck ($\Psi$) verh lt sich wie der Druck eines idealen Gases von der Anzahl der Ionen ($N_s$) in der Volumen ($V$) bei die Absolute Temperatur ($T$), unter Verwendung von die Universelle Gas Konstante ($R_C$), wie beschrieben durch:
| $ \Psi =\displaystyle\frac{ N_s }{ V_C } R T $ |
(ID 12820)
Wenn zwei Wassers ulen an ihrer Basis durch eine semipermeable Membran getrennt sind, die Wasser durchl sst, aber das in einer der S ulen enthaltene gel ste Stoffe blockiert, werden die S ulen unterschiedliche H hen aufweisen. Dies liegt daran, dass die Anwesenheit eines gel sten Stoffes den osmotischen Druck verringert, was zu einer Anpassung der S ulenh he f hrt, um den Druckunterschied auszugleichen.
Wenn der Druck in der ersten S ule die Druck in Spalte 1 ($p_1$) betr gt, der Druck in der zweiten S ule (ohne gel ste Stoffe) die Druck in Spalte 2 ($p_2$) ist und der osmotische Druck die Osmotischer Druck ($\Psi$) betr gt, l sst sich die Beziehung wie folgt ausdr cken:
| $ p_1 = p_2 - \Psi $ |
(ID 12827)
Der H henunterschied, dargestellt durch die Höhendifferenz ($\Delta h$), bedeutet, dass der Druck in beiden S ulen unterschiedlich ist. Insbesondere ist die Druckunterschied ($\Delta p$) eine Funktion von die Flüssigkeitsdichte ($\rho_w$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und die Höhendifferenz ($\Delta h$), wie folgt:
| $ \Delta p = \rho_w g \Delta h $ |
(ID 4345)
Wenn zwei Fl ssigkeitss ulen mit die Höhe der Flüssigkeitssäule 1 ($h_1$) und die Höhe der Flüssigkeitssäule 2 ($h_2$) verbunden werden, entsteht eine die Höhendifferenz ($\Delta h$), die wie folgt berechnet wird:
| $ \Delta h = h_2 - h_1 $ |
die Höhendifferenz ($\Delta h$) erzeugt den Druckunterschied, der die Fl ssigkeit von der h heren S ule zur niedrigeren S ule str men l sst.
(ID 4251)
Wenn zwei Fl ssigkeitss ulen mit die Druck in Spalte 1 ($p_1$) und die Druck in Spalte 2 ($p_2$) verbunden werden, entsteht eine die Druckunterschied ($\Delta p$), die nach folgender Formel berechnet wird:
| $ dp = p - p_0 $ |
die Druckunterschied ($\Delta p$) repr sentiert den Druckunterschied, der dazu f hrt, dass die Fl ssigkeit von der h heren S ule zur niedrigeren flie t.
(ID 4252)
Der Anzahl der Mol ($n$) entspricht der Anzahl der Partikel ($N$) geteilt durch der Avogadros Nummer ($N_A$):
| $ n \equiv\displaystyle\frac{ N }{ N_A }$ |
der Avogadros Nummer ($N_A$) ist eine universelle Konstante mit dem Wert 6.028E+23 1/mol und wird daher nicht zu den im Rechenprozess verwendeten Variablen gez hlt.
(ID 3748)
Der Anzahl der Mol ($n$) wird ermittelt, indem man die Masse ($M$) einer Substanz durch ihr die Molmasse ($M_m$) teilt, was dem Gewicht eines Mols der Substanz entspricht.
Daher kann die folgende Beziehung hergestellt werden:
| $ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$ |
Die molare Masse wird in Gramm pro Mol (g/mol) ausgedr ckt.
(ID 4854)
Die Druck der Wassersäule ($p$) ist mit die Flüssigkeitsdichte ($\rho_w$), die Höhe der Säule ($h$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und die Atmosphärischer Druck ($p_0$) gleich:
| $ p_t = p_0 + \rho_w g h $ |
(ID 4250)
Die Druck der Wassersäule ($p$) ist mit die Flüssigkeitsdichte ($\rho_w$), die Höhe der Säule ($h$), die Gravitationsbeschleunigung ($g$) und die Atmosphärischer Druck ($p_0$) gleich:
| $ p_t = p_0 + \rho_w g h $ |
(ID 4250)
ID:(660, 0)