Secondo la seconda legge della termodinamica, tutte le molecole in un sistema chiuso tendono ad andare dall'ordine al disordine. A seguito di questa legge, la diffusione è il movimento delle molecole da una zona di alta concentrazione ad una zona di bassa concentrazione. Come le molecole diffondono, diventano più indisciplinate. L'osmosi è un caso speciale di diffusione. In osmosi, l'acqua diffonde attraverso una membrana semipermeabile da una zona di bassa concentrazione di soluto ad una zona di alta concentrazione del soluto. Questo potrebbe sembrare essere l'opposto di diffusione, ma qui, acqua è effettivamente spostare da un'area di maggiore concentrazione di acqua su un'area di concentrazione più bassa di acqua. La tonicità è la misura delle concentrazioni relative. Una soluzione ipertonica ha più soluto rispetto a suoi dintorni, una soluzione ipotonica ha meno soluto rispetto a suoi dintorni e una soluzione isotonica ha la stessa concentrazione come i suoi dintorni. È possibile calcolare la percentuale di diffusione e di osmosi in laboratorio poiché qualsiasi concentrazioni iniziali di acqua e soluto.
Istruzioni
L'esperimento
• Tagliare quattro lunghezze di 30 cm del tubo di dialisi. Fare un nodo a un'estremità di ogni lunghezza, formando quattro sacchetti. Immergere i sacchetti in acqua distillata per cinque minuti.
• Calcolare il peso molecolare del soluto. È possibile utilizzare il comune zucchero da tavola, saccarosio. La formula chimica è: C12H22O11. Il peso molecolare è calcolato moltiplicando il peso di ogni atomo dalla quantità di ogni atomo nella molecola. Ottenere i pesi atomici da tavola periodica. Carbonio, C, pesa 12.01; idrogeno, H, pesa 1.01; ossigeno, O, pesa 16.00. In saccarosio, la massa di carbonio è 12,01 x 12 = 144.12. La massa di idrogeno è 1.01 x 22 = 22,22. La massa di ossigeno è 16.00 x 11 = 176. Così, il peso molecolare del saccarosio è 144.12 + 22,22 + 176 = 342,3.
• Rendere le soluzioni. Per questo esperimento, apportare le seguenti soluzioni, dove M = molarità: 1,0 M saccarosio, saccarosio 0.5 M e 0,2 M saccarosio. Una soluzione 1,0 M è il peso molecolare del soluto sciolto in 1 litro di solvente. Così, una soluzione di saccarosio di 1,0 M sarebbe saccarosio 342,3 grammi disciolto in acqua 1 litro di acqua distillata. Qui, utilizzare 200 ml di acqua. Così, per rendere il 1m soluzione sciogliere 342,3 grammi / 1L x 0,2 L di acqua = grammi 68,46 saccarosio. Aggiungere il saccarosio per un bicchiere e riempire con acqua distillata fino a quando la soluzione totale è 200 ml. Mix.
• Ripetere il passaggio 3 per ciascuna delle soluzioni rimanenti. Per rendere una soluzione 0,5 M: 0,5 x 342,3 grammi / 1L x 0,2 L = 34,23 grammi zucchero riempita per ottenere una soluzione di 200 ml. Per ottenere una soluzione di 0,2 M: 0.2 x 342,3 grammi / 1L x L o. 2 = 13,69 grammi zucchero riempito per rendere una soluzione da 200 ml.
• Riempimento della dialisi sacchetti 2/3 pieno con le soluzioni. Aggiungere 1 soluzione per sacchetto: sacchetto 1 con soluzione 1 M, 2 con soluzione 0,5 M di borsa, borsa 3 con soluzione 0,2 M e borsa 4 con acqua distillata. Legare l'altra estremità del sacchetto, lasciando ampio spazio per l'espansione. Sciacquare ogni sacchetto con acqua distillata e asciugare tamponando. Pesare ogni sacchetto. Registrare i pesi.
• Riempimento completo di quattro bicchieri 2/3 con acqua distillata. Posizionare ogni sacchetto in un becher ed etichettare il becher con il numero di borsa. Lasciate riposare per 30 minuti. Rimuovere con attenzione ogni sacchetto, asciutto e pesare. Registrare il peso di ogni sacchetto.
Calcolo delle percentuali
• Sottrarre la massa finale di ogni sacchetto dalla massa iniziale di ogni sacchetto. Moltiplicare volte 100 e dividere il totale per massa iniziale. Questa è la variazione percentuale in massa. Notare che in borsa 4, non c'è nessun cambiamento in massa. Osmosi non ebbe luogo.
• Fare un grafico con molarità su un asse e percntage cambiamento da altra. Si noti la tendenza. Sacchetti da 1 a 3 sono stati ipertonici alla soluzione. La soluzione concentrata di più, l'acqua più spostato dal osmosi nella borsa e così la maggiore l'aumento di peso.
• Ripetere l'esperimento, riempire i sacchetti con acqua distillata e i bicchieri con soluzioni di zucchero. Calcolare la variazione percentuale e grafico. In questo caso, l'acqua nelle borse sono ipotonici per le soluzioni in bicchieri. Acqua così spostato da osmosi fuori i sacchetti e nella soluzione. È possibile utilizzare qualsiasi soluto che si dissolva in acqua. Provare l'esperimento con il sale da tavola.