Belangrijkste verschil - Hydrostatische versus osmotische druk

Druk wordt gedefinieerd als de kracht die loodrecht op een oppervlakte-eenheid wordt uitgeoefend. Hydrostatische druk en osmotische druk zijn twee classificaties van druk die verband houden met vloeistoffen. Het belangrijkste verschil tussen hydrostatische druk en osmotische druk is dat: hydrostatische druk wordt gevonden in elk type homogene vloeistof, terwijl osmotische druk niet wordt gevonden in zuivere oplossingen.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is hydrostatische druk? - Definitie, kenmerken, vergelijking en berekening 2. Wat is osmotische druk? - Definitie, kenmerken, vergelijking en berekening 3. Wat is het verschil tussen hydrostatische en osmotische druk? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: homogene, hydrostatische druk, osmotische druk, druk, Van't Hoff-vergelijking

Wat is hydrostatische druk?

Hydrostatische druk is de druk op elk punt van een niet-stromende vloeistof als gevolg van de zwaartekracht. Denk aan een pot water. De druk aan het wateroppervlak is atmosferische druk. Dat is de druk die de atmosfeer op het water uitoefent. Maar als we een punt in het midden van het water in die pot beschouwen, is de druk in dat punt anders dan die van het oppervlak. Dat komt doordat het water boven dat punt door de zwaartekracht ook druk uitoefent op dat punt.

Figuur 1: Een pot of container met de dichtheid (d) van het water en de diepte tot het middelpunt van de pot

De bovenstaande afbeelding toont een pot water. Er staan ​​drie punten op aangegeven. De druk op het punt op het wateroppervlak is atmosferische druk. Deze atmosferische druk kan worden gegeven als π. Het punt in het midden bevindt zich op een diepte van h van het oppervlak. De druk uitgeoefend door een vloeistof wordt gegeven als

P = hdg

Waar,

P is de toegepaste druk

h is de diepte of de hoogte van het vloeibare lichaam

d is de dichtheid van de vloeistof

g is de zwaartekracht

Daarom kan de druk op het middelpunt in bovenstaande afbeelding worden gegeven als,

P_totaal = π + hdg

De druk op de bodem van de pot is,

P_totaal = π + 2 hdg

Daarom is de hydrostatische druk op verschillende punten van dezelfde vloeistof verschillend. Maar de hydrostatische druk op punten in hetzelfde niveau van dezelfde vloeistof is hetzelfde.

Figuur 2: Een pot water met drie punten op hetzelfde niveau.

In de bovenstaande afbeelding bevinden "a", "b" en "c" zich op hetzelfde niveau. Daarom zou de druk op elk punt hetzelfde zijn. Deze hydrostatische druk veroorzaakt verschillende snelheden in de waterstroom op verschillende punten van dezelfde vloeistof. Dit fenomeen wordt weergegeven in het onderstaande diagram.

Figuur 3: Verschillende snelheden van water op verschillende niveaus.

In de bovenstaande afbeelding zijn A, B en C gaten die zich op verschillende niveaus in dezelfde pot water bevinden. De hoogste snelheid wordt waargenomen bij punt C. Dit komt omdat er een hogere druk wordt uitgeoefend op het punt C. De laagste snelheid wordt waargenomen bij A omdat alleen de atmosferische druk op dat punt wordt uitgeoefend.

Wat is osmotische druk?

De osmotische druk is de druk die nodig is om te voorkomen dat een oplossing osmose ondergaat. De basisvereiste voor het optreden van deze osmotische druk is de aanwezigheid van ten minste twee verschillende oplossingen die van elkaar zijn gescheiden door een semi-permeabel membraan.

Een semi-permeabel membraan is een zeer dun membraan dat alleen opgeloste moleculen doorlaat. Daarom gaan de opgeloste moleculen er doorheen totdat de concentratie van de opgeloste stof in beide oplossingen hetzelfde wordt. Het oplosmiddel wordt altijd verplaatst van een hoge concentratie naar een lage concentratie. Osmotische druk is de kracht die nodig is om deze beweging te stoppen.

Osmotische druk kan ook wiskundig worden afgekort. De vergelijking die de osmotische druk geeft heet Van't Hoff-vergelijking.

Π = nRT / V

Waar

Π is de osmotische druk

n is het aantal mol opgeloste stof

R is de universele gasconstante

T is de absolute temperatuur

V is het volume van de oplossing

n/V is echter gelijk aan de molariteit van de oplossing. Een oplossing die KCl (1,00 M) bij een temperatuur van 298 K bevat, kan bijvoorbeeld een osmotische druk hebben van,

Π = nRT / V

= MRT

= 1,00 mol/L x 0,0821 L atm /(mol. K) x 298 K

= 24,466 atm

Figuur 4: Osmotische druk zorgt ervoor dat de eindconcentraties van de twee oplossingen gelijk worden.

Verschil tussen hydrostatische en osmotische druk

Definitie

Hydrostatische druk: Hydrostatische druk is de druk op elk punt van een niet-stromende vloeistof als gevolg van de zwaartekracht.

Osmotische druk: Osmotische druk is de druk die nodig is om te voorkomen dat een oplossing osmose ondergaat.

Beweging van de opgeloste stof

Hydrostatische druk: Hydrostatische druk wordt waargenomen in niet-stromende oplossingen.

Osmotische druk: Osmotische druk wordt waargenomen in oplossingen waar beweging van opgeloste stoffen optreedt.

Zuiverheid van de oplossing

Hydrostatische druk: Hydrostatische druk komt voor in zowel zuivere oplossingen als homogene oplossingen.

Osmotische druk: Osmotische druk kan niet worden gevonden in zuivere oplossingen.

Semipermeabel membraan

Hydrostatische druk: Bij hydrostatische druk is een semi-permeabel membraan niet betrokken.

Osmotische druk: Bij osmotische druk is een semi-permeabel membraan betrokken.

Druk op verschillende niveaus

Hydrostatische druk: Hydrostatische druk is verschillend in verschillende niveaus van dezelfde vloeistof.

Osmotische druk: De osmotische druk is overal in de vloeistof hetzelfde; dus wordt het berekend rekening houdend met het hele systeem.

Conclusie

Hydrostatische druk en osmotische druk zijn twee soorten druk die verwijzen naar druk in vloeistoffen. Het belangrijkste verschil tussen hydrostatische druk en osmotische druk is dat hydrostatische druk wordt aangetroffen in elk type homogene vloeistof, terwijl osmotische druk niet wordt gevonden in pure oplossingen.

Referenties:

1. "Osmotische druk: definitie en formule." Studie.com. Study.com, z.d. Web. Beschikbaar Hier. 04 juli 2017. 2. "Colligatieve eigenschappen: osmotische druk." Chemie LibreTexts. Libretexts, 16 februari 2017. Web. Beschikbaar Hier. 04 juli 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Osmose en" door © Hans Hillewaert (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia