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Pressão osmótica

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A pressão osmótica é gerada em uma solução quando há uma membrana semipermeável presente. Essa membrana permite a passagem do solvente, mas retém o soluto em um dos lados, criando um desequilíbrio de pressão. Como resultado, há uma redução de pressão no lado do solvente puro, o que impulsiona o movimento do solvente através da membrana em direção ao lado que contém o soluto.

Esse processo continua até que a pressão no lado com o soluto aumente o suficiente para equilibrar a redução inicial de pressão, ou até que o soluto se dilua a ponto de eliminar a diferença de pressão, alcançando o equilíbrio osmótico.

>Modelo

ID:(660, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15287, 0)



Pressão osmótica e tubo U

Imagem

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Se uma membrana semipermeável for colocada na base de um tubo em forma de U e água for adicionada, pode-se observar que a adição de material dissolvido faz com que a coluna contendo o soluto se eleve:

Isso ocorre devido à pressão negativa da pressão osmótica.

ID:(2024, 0)



Modelo

Top

>Top



Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$g$
g
Aceleração gravitacional
m/s^2
$R$
R
Constante de gás universal
J/mol K
$\rho_w$
rho_w
Densidade líquida
kg/m^3
$M$
M
Massa
kg
$M_m$
M_m
Massa molar
kg/mol
$N_A$
N_A
Número de Avogrado
-
$N_s$
N_s
Número de íons
-
$p_0$
p_0
Pressão atmosférica
Pa
$\Psi$
Psi
Pressão osmótica
Pa

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\Delta h$
Dh
Altura da coluna líquida
m
$h_1$
h_1
Hauteur ou profondeur 1
m
$h_2$
h_2
Hauteur ou profondeur 2
m
$p_1$
p_1
Pressão na coluna 1
Pa
$p_2$
p_2
Pressão na coluna 2
Pa
$T$
T
Temperatura absoluta
K
$V$
V
Volume
m^3

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ \Delta h = h_2 - h_1 $

Dh = h_2 - h_1


$ \Delta p = p_2 - p_1 $

Dp = p_2 - p_1


$ \Delta p = \rho_w g \Delta h $

Dp = rho_w * g * Dh


$ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$

n = M / M_m


$ n \equiv\displaystyle\frac{ N_s }{ N_A }$

n = N / N_A


$ \Psi =\displaystyle\frac{ N_s }{ V } R T $

Psi = N_s * R * T / V


$ p_1 = p_2 - \Psi $

p_1 = p_2 - Psi


$ p_1 = p_0 + \rho_w g h_1 $

p_t = p_0 + rho_w * g * h


$ p_2 = p_0 + \rho_w g h_2 $

p_t = p_0 + rho_w * g * h

ID:(15634, 0)



Comportamento do soluto como gás ideal

Equação

>Top, >Modelo


La pressão osmótica ($\Psi$) comporta-se como a pressão de um gás ideal de o número de íons ($N_s$) em o volume ($V$) a la temperatura absoluta ($T$), utilizando la constante de gás universal ($R$), conforme descrito por:

$ \Psi =\displaystyle\frac{ N_s }{ V } R T $

$R$
Constante de gás universal
8.4135
$J/mol K$
4957
$N_s$
Número de íons
$-$
9850
$\Psi$
Pressão osmótica
$Pa$
6608
$T$
Temperatura absoluta
$K$
5177
$V$
Volume
$m^3$
5226

ID:(12820, 0)



Pressão osmótica e coluna de água

Equação

>Top, >Modelo


Se duas colunas de água estão separadas em sua base por uma membrana semipermeável que permite a passagem de água, mas bloqueia o soluto presente em uma delas, as colunas apresentarão alturas diferentes. Isso ocorre porque a presença de um soluto reduz a pressão osmótica, levando a um ajuste na altura da coluna para equilibrar a diferença de pressão.

Se a pressão na primeira coluna for la pressão na coluna 1 ($p_1$), a pressão na segunda coluna (sem soluto) for la pressão na coluna 2 ($p_2$) e a pressão osmótica for la pressão osmótica ($\Psi$), podemos expressar a relação da seguinte forma:

$ p_1 = p_2 - \Psi $

$p_1$
Pressão na coluna 1
$Pa$
6261
$p_2$
Pressão na coluna 2
$Pa$
6262
$\Psi$
Pressão osmótica
$Pa$
6608

ID:(12827, 0)



Diferença de pressão entre colunas

Equação

>Top, >Modelo


A diferença de altura, representada por la diferença de altura ($\Delta h$), implica que a pressão em ambas as colunas é diferente. Em particular, la diferença de pressão ($\Delta p$) é uma função de la densidade líquida ($\rho_w$), la aceleração gravitacional ($g$) e la diferença de altura ($\Delta h$), da seguinte forma:

$ \Delta p = \rho_w g \Delta h $

$g$
Aceleração gravitacional
9.8
$m/s^2$
5310
$\Delta h$
Altura da coluna líquida
$m$
5819
$\rho_w$
Densidade líquida
$kg/m^3$
5407

Se houver la diferença de pressão ($\Delta p$) entre dois pontos, conforme determinado pela equação:

$ \Delta p = p_2 - p_1 $



podemos usar la pressão da coluna de água ($p$), que é definida como:

$ p_t = p_0 + \rho_w g h $



Isso resulta em:

$\Delta p=p_2-p_1=p_0+\rho_wh_2g-p_0-\rho_wh_1g=\rho_w(h_2-h_1)g$



Como la diferença de altura ($\Delta h$) é:

$ \Delta h = h_2 - h_1 $



la diferença de pressão ($\Delta p$) pode ser expressa como:

$ \Delta p = \rho_w g \Delta h $

ID:(4345, 0)



Diferença de altura

Equação

>Top, >Modelo


Quando duas colunas de líquido são conectadas com la altura da coluna líquida 1 ($h_1$) e la altura da coluna líquida 2 ($h_2$), é criada uma la diferença de altura ($\Delta h$), que é calculada da seguinte forma:

$ \Delta h = h_2 - h_1 $

$\Delta h$
Altura da coluna líquida
$m$
5819
$h_1$
Hauteur ou profondeur 1
$m$
6259
$h_2$
Hauteur ou profondeur 2
$m$
6260



A La diferença de altura ($\Delta h$) irá gerar a diferença de pressão que fará o líquido fluir da coluna mais alta para a coluna mais baixa.

ID:(4251, 0)



Diferença de pressão

Equação

>Top, >Modelo


Quando duas colunas de líquido são conectadas com la pressão na coluna 1 ($p_1$) e la pressão na coluna 2 ($p_2$), é criada uma la diferença de pressão ($\Delta p$) que é calculada de acordo com a seguinte fórmula:

$ \Delta p = p_2 - p_1 $

$p_1$
Pressão na coluna 1
$Pa$
6261
$p_2$
Pressão na coluna 2
$Pa$
6262



la diferença de pressão ($\Delta p$) representa a diferença de pressão que fará o líquido fluir da coluna mais alta para a coluna mais baixa.

ID:(4252, 0)



Concentração molar

Equação

>Top, >Modelo


O número de moles ($n$) corresponde a o número de partículas ($N$) dividido por o número de Avogrado ($N_A$):

$ n \equiv\displaystyle\frac{ N_s }{ N_A }$

$ n \equiv\displaystyle\frac{ N }{ N_A }$

$N_A$
Número de Avogrado
6.02e+23
$-$
9860
$N$
$N_s$
Número de íons
$-$
9850

ID:(3748, 0)



Número de moles com massa molar

Equação

>Top, >Modelo


O número de moles ($n$) é determinado dividindo la massa ($M$) de uma substância pelo seu la massa molar ($M_m$), que corresponde ao peso de um mol da substância.

Portanto, a seguinte relação pode ser estabelecida:

$ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$

$M$
Massa
$kg$
5183
$M_m$
Massa molar
$kg/mol$
6212

O número de moles ($n$) corresponde a o número de partículas ($N$) dividido por o número de Avogrado ($N_A$):

$ n \equiv\displaystyle\frac{ N_s }{ N_A }$



Se multiplicarmos tanto o numerador quanto o denominador por la massa molar ($m$), obtemos:

$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$



Portanto, é:

$ n = \displaystyle\frac{ M }{ M_m }$

A massa molar é expressa em gramas por mol (g/mol).

ID:(4854, 0)



Pressão da coluna com pressão atmosférica (1)

Equação

>Top, >Modelo


La pressão da coluna de água ($p$) é com la densidade líquida ($\rho_w$), la altura da coluna ($h$), la aceleração gravitacional ($g$) e la pressão atmosférica ($p_0$) igual a:

$ p_1 = p_0 + \rho_w g h_1 $

$ p_t = p_0 + \rho_w g h $

$g$
Aceleração gravitacional
9.8
$m/s^2$
5310
$h$
$h_1$
Hauteur ou profondeur 1
$m$
6259
$\rho_w$
Densidade líquida
$kg/m^3$
5407
$p_0$
Pressão atmosférica
$Pa$
5817
$p_t$
$p_1$
Pressão na coluna 1
$Pa$
6261

ID:(4250, 1)



Pressão da coluna com pressão atmosférica (2)

Equação

>Top, >Modelo


La pressão da coluna de água ($p$) é com la densidade líquida ($\rho_w$), la altura da coluna ($h$), la aceleração gravitacional ($g$) e la pressão atmosférica ($p_0$) igual a:

$ p_2 = p_0 + \rho_w g h_2 $

$ p_t = p_0 + \rho_w g h $

$g$
Aceleração gravitacional
9.8
$m/s^2$
5310
$h$
$h_2$
Hauteur ou profondeur 2
$m$
6260
$\rho_w$
Densidade líquida
$kg/m^3$
5407
$p_0$
Pressão atmosférica
$Pa$
5817
$p_t$
$p_2$
Pressão na coluna 2
$Pa$
6262

ID:(4250, 2)