Calcolo della pressione osmotica di una soluzione di Na₂SO₄

Esercizio sul calcolo della pressione osmotica di una soluzione di Na₂SO₄

Calcola la pressione osmotica a 30°C di una soluzione acquosa di Na₂SO₄ al 20% m/v.

Svolgimento dell'esercizio

Il valore della pressione osmotica nel caso di soluzioni diluite di non elettroliti può essere determinata attraverso la seguente formula:

Se il soluto però è dissociato in ioni, bisogna introdurre il coefficiente i di Van't Hoff. Esso assume un valore diverso a seconda del numero di ioni in cui l'elettrolita è dissociato.

In questi casi la pressione osmotica può essere determinata attraverso la seguente formula:

in cui:

• π = pressione osmotica (atm)
• V = volume della soluzione (L)
• i = coefficientedi Van't Hoff
• n = numero di moli del soluto (mol)
• R = costante universale dei gas = 0,0821 (L·atm) / (mol·K)
• T = temperatura (K)

Il solfato di sodio Na₂SO₄ è un elettrolita che in soluzione acquosa si dissocia nel seguente modo:

Na₂SO₄ → 2 Na⁺ + SO₄²⁻

Nel processo di dissociazione il solfato di sodio porta alla formazione di tre ioni per cui i = 3.

Consideriamo 100 mL di soluzione.

Siccome la soluzione è al 20% m/v, in 100 ml di soluzione si hanno 20 g di soluto.

Determiniamo la massa molare del soluto:

M_m (Na₂SO₄) = (23 · 2) + 32,06 + (16 · 4) = 142,06 g/mol

Determiniamo le moli di Na₂SO₄:

n (Na₂SO₄) = g / M_m = 20 / 142,06 = 0,14 mol

Determiniamo la temperatura in Kelvin:

T = t + 273 = 30 + 273 = 303 K

Convertiamo il volume della soluzione il litri:

100 mL = 0,1 L

Siccome:

si ha che:

π = i · n · R · T / V

Sostituendo i dati in nostro possesso si ha:

π = i · n · R · T / V = 3 · 0,14 · 0,0821 · 303 / 0,1 = 104,48 atm

Per cui la pressione osmotica esercitata dalla pressione è di 104,48 atm.

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