Pressione osmotica di una soluzione di urea

Esercizio sul calcolo della pressione osmotica di una soluzione di urea

Calcolare il valore della pressione osmotica di una soluzione contenente 5 g/L di urea alla temperatura di 0°C. Si sappia che il valore della massa molare MM dell'urea è pari a 60 g/mol.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo della pressione osmotica di una soluzione 5 g/L di urea mantenuta alla temperatura di 0°C.

La formula per il calcolo della pressione osmotica è la seguente:

in cui:

π = pressione osmotica (atm);
i = coefficiente di Van't Hoff.
M = molarità della soluzione (mol/L)
R = costante universale dei gas = 0,0821 (L·atm) / (mol·K)
T = temperatura (K)

Convertiamo inizialmente la temperatura in Kelvin (per info: da celsius a kelvin). Per convertire la temperatura da Celsius in kelvin, bisogna applicare la seguente relazione matematica:

T = t + 273

in cui:

t = temperatura in gradi Celsius;
T = temperatura in Kelvin.

Pertanto:

T = 0 + 273 = 273 K

Calcoliamo ora la molarità della soluzione. Il testo dell'esercizio ci dice che la soluzione contiene 5 g/L di urea; quindi in un litro di soluzione sono presenti 5 grammi di urea.

Calcoliamo il numero di moli di urea dividendo la massa in grammi (= 5 g) per il valore della massa molare dell'urea (= 60 g/mol):

n = g / MM = 5 / 60 = 0,0833 mol

Calcoliamo la molarità della soluzione dividendo il numero delle moli (= 0,0833 mol) per il volume in litri della soluzione (= 1 L):

M = n / V = 0,0833 / 1 = 0,0833 mol/L

Per quanto riguarda il coefficiente di Van't Hoff (i) bisogna ricordare che è un coefficiente adimensionale che tiene conto del tipo di soluto.

Se il soluto è un non elettrolita i = 1. Se il soluto è un elettrolita i = 1, 2, ecc. a seconda del numero di ioni in cui l'elettrolita si dissocia quando è in soluzione. L'urea, la cui formula chimica è CO(NH₂)₂, è un non elettrolita e quindi i = 1.

Riassumendo: