Problema 1.

Fie două compartimente A şi B separate printr-o membrană permeabilă doarpentru apă şi ionii H+. Compartimentul A are volumul VA = 200 mL şi conţine o soluţie de HCl (M1 = 36,5 g/mol) cu pHA = 2 în care se află dizolvate:m = 3 42 g Al (SO ) (M = 342 g/mol)m2 = 3,42 g Al2 (SO4)3 (M2 = 342 g/mol)m3 = 600 mg uree (M3 = 60 g/mol).

Compartimentul B, de volum VB = 500 mL conţine: m4 = ? H3PO4 (M4 = 98 g/mol) de concentraţie c4 = 4·10 –2 M m5 = ? NaH2PO4 (M5 = 120 g/mol) de concentraţie c5 = 2·10 –2 M

Să se determine:1) concentraţia c2 în mol/L;2) concentraţia c3 în mol/L;2) concentraţia c3 în mol/L;3) masa m4 exprimată în g;4) masa m5 exprimată în mg;5) masa m1 exprimată în g;6) H t H PO d K 2 1 K 7 2 K 12 3 l 2 0 36) pHB; pentru H3PO4 se dau pK1 = 2,1; pK2 = 7,2; pK3 = 12,3; lg2 = 0,3;7) presiunile osmotice πA şi πB în cele două compartimente; prin ce mecanism, în

ce sens şi cu ce presiune străbat moleculele de solvent membrana ce separăcompartimentele ? Se dă R T = 25 L atm/mol;compart mentele ? Se dă R 5 L atm/mol;

8) potenţialul Nernst de echilibru corespunzător ionului permeant H+. Se cunoaşte 2,3 RT/F = 0,06 V.

VA = 200 mLpHA = 2m1 = ? HCl (M1 = 36,5 g/mol)1 ( 1 , g )m2 = 3,42 g Al2 (SO4)3 (M2 = 342 g/mol)m3 = 600 mg uree (M3 = 60 g/mol).

V = 500 mLVB = 500 mLm4 = ? H3PO4 (M4 = 98 g/mol) c4 = 4·10 –2 M m5 = ? NaH2PO4 (M5 = 120 g/mol) c5 = 2·10 –2 M

pentru H3PO4 se dau pK1 = 2,1; pK2 = 7,2; pK3 = 12,3; lg2 = 0,3;R T = 25 L atm/mol;

MVM

mcA

23

2

22 10505,0

1020034242,3 −

− ⋅==⋅⋅

==1)A2

Mmc 23

3 10505010600 −−

==⋅

==2) MVM

cA

33

3 10505,01020060 − ⋅==⋅⋅

==2)

VMcmVM

mc⋅⋅=⇒=

13)

VM ⋅1

BVMcm ⋅⋅= 444

)

BVMcm 444

gm 96,11050098104 324 =⋅⋅⋅⋅= −− g,4

VM4) BVMcm ⋅⋅= 555

332

4)

gm 3325 10120010500120102 −−− ⋅=⋅⋅⋅⋅=

mgmgm 120010101200 335 =⋅⋅= −

00ClHHCl

I

−+ +→5)

11

1

000ccF

cI5)

)1(lg 1 −⋅−= cpH A

A1 pHlg −=⇒ c

Mc 2pH1 1010 A −− ==⇒

32111 102005,3610 −− ⋅⋅⋅=⋅⋅= AVMcm

gm 31 1073 −⋅=

6)DP

+

11

6)cI

pK =+↔ −+

4

14243

001,2POHHPOH

treapta I de disocieretreapta I de disociere

xxxcF −4

27HPOHPOH 222

+↔ −+− pK

DP

pp

2,7HPOHPOH 2442 =+↔ pK

treapta II de disocieretreapta II de disociere

312POHHPO 3233

=+↔ −+− pK

DP

3,12POHHPO 344 =+↔ pK

treapta III de disocieretreapta III de disociere

11

POHNaPONaH

DP−+ +→

5

4242

000POHNaPONaH

ccFcI

+→

][lg 1DpKpH += formula Henderson Hasselbalch

550 ccF

][lg

11 P

pKpHB += formula Henderson – Hasselbalch

xcD += 51][ xcP −= 41][xcD += 51][ xcP = 41][

xcKH +5lxc

pKpHB −+=

4

51 lg 54 cxcx <<<<

8,13,01,2104102lg1,2 2

2

=−=⋅⋅

+= −

−

BpH 8,1=BpH

AosA cTR=π7)

332211

3

1cncncncnc

iiiAos ++=⋅= ∑

=

2ClHHCl 1 =+→ −+ n1

5SO3Al2)(SOAl 22

43

342 =+→ −+ n

1disociazanuuree 3 =− n

osMc Aos2222 103210511055102 −−−− ⋅=⋅⋅+⋅⋅+⋅=⇒

lL ⎞⎛⎞⎛ atmL

osmolmol

atmLA 8103225 2 =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

= −π

BosB cTR=π5

5544

5

4cncncnc

iiiBos +=⋅= ∑

=

POHHPOH2

4243⎪⎪⎫+↔ −+

1

POHHPO

HPOHPOH 43

42

4

2442 ≅

⎪⎪⎭

⎪⎬

+↔

+↔−+−

−+− n

44 ⎪⎭

2POHNaPONaH 54242 =+→ −+ n

osMc Bos222 10810221041 −−− ⋅=⋅⋅+⋅⋅=⇒

atmB 210825 2 =⋅⋅= −π

BA ππ >

l ţil ţi didi BB tt ii dil tădil tă d âtd ât didi AAsoluţiasoluţia dindin BB esteeste maimai diluatădiluată decâtdecât ceacea dindin AA

AB osmozaapa ⎯⎯⎯⎯ →⎯⇒ )(

ObsObs:: presiuneapresiunea cucu carecare moleculelemoleculele dede apăapă străbatstrăbatmembranamembrana semipermeabilăsemipermeabilă vava fifi egalăegală cucu diferenţadiferenţamembranamembrana sem permeab lăsem permeab lă vava ff egalăegală cucu d ferenţad ferenţapresiunilorpresiunilor osmoticeosmotice aleale soluţiilorsoluţiilor separateseparate dede membranămembrană

atmBA 628 =−=−=Δ πππ

8)8)

A

BBA H

HFzTREE

][][lg3,2 +

+

=−AHFz ][

pHpHEE BABA )8,12(06,0)(106,0

−=−+

=−

mVV 12012,0 ==

Problema 2.

O membrană permeabilă doar pentru ionii Na+ separă după compartimente A şi B. Compartimentul A conţine o soluţie de NaOH de concentraţie c1 = 10-2 M, iar B are dizolvat NaOH conc ntraţ c1 M, ar ar zo at NaHCO3 în concentraţia c2 = 10-3 M. Să se calculeze potenţialul Nernst de echilibru corespunzător ionului permeant Na+ Se dă 2 3 RT/F = 0 06 V permeant Na . Se dă 2,3 RT/F = 0,06 V

AAA zFENaRT ++= ]ln[μμ AAoA zFENaRT ++= ]ln[μμ

BBoB zFENaRT ++= ]ln[μμ BBoB ][μμ

μμcondiţia de echilibru electrochimic condiţia de echilibru electrochimic BA μμ =condiţia de echilibru electrochimic condiţia de echilibru electrochimic

BNaTREE ][l32A

BBA NaFz

EE][][lg3,2=−

VEE BA 06,010lg06,02

3

−==−−

BA ,10

g1 2+ −

Problema 3.

Fie un vas separat în două compartimente printr o membrană semipermeabilă Fie un vas separat în două compartimente printr-o membrană semipermeabilă. Compartimentul A are volumul VA = 200 mL şi conţine dizolvate:

m1 = 73 mg HCl (M1 = 36,5 g/mol);m2 = 222 mg CaCl2 (M2 = 111 g/mol);m3 = 0,36 g glucoză (M3 = 180 g/mol).

Compartimentul B, de volum VB = 100 mL conţine o soluţie de pHB = 12 ce are dizolvate:

m4 = ? mg NaOH (M4 = 40 g/mol);m4 = ? mg NaOH (M4 = 40 g/mol);m5 = 60 mg uree (M5 = 60 g/mol).

Să se calculeze:• concentraţiile molare c1, c2, c3 şi c5;

H l i l i A• pH – ul compartimentului A;• masa m4 de NaOH din B;• concentraţiile osmolare din A şi B;• presiunile osmotice din A şi B; să se precizeze prin ce mecanism, în ce sens şipresiunile osmotice din A şi B; să se precizeze prin ce mecanism, în ce sens şicu ce presiune străbat moleculele de apă membrana semipermeabilă; se cunoaşte RT = 25 L·atm/mol;• să se precizeze forma ionică predominantă pe care ar avea-o CH3COOH (pK = 4 7) di l t în A;4,7) dizolvat în A;• să se precizeze semnul sarcinii electrice a unei proteine având pI = 7 dizolvatăîn B.

Problema 4.Un vas de volum V = 100 mL conţine o soluţie având presiunea osmotică de 0,325 atm în care se găsesc dizolvate: g

H2CO3 în concentraţia c1 = 10-3 M NaHCO3 în concentraţia c2 = 2⋅10-3 M glucoză în concentraţia c3 = ?N Cl î t ţi 3 10 3 MNaCl în concentraţia c4 = 3⋅10-3 M

1) Să se calculeze pH – ul soluţiei, dacă pentru H2CO3 se dau pK1 = 6,2; pK2 = 10,2; lg2 = 0,3.

2) Să se afle concentraţia osmolară a soluţiei şi concentraţia molară c3 a glucozei dizolvate; sedă R T 25 L tm/m ldă R T = 25 L atm/mol.

3) Vasul se pune în contact prin intermediul unei membrane semipermeabile cu un recipientcare conţine soluţie salină (NaCl) de concentraţie c5 = 15 mM. Să se denumească fenomenul detransport şi să se precizeze în ce sens şi cu ce presiune traversează moleculele solventuluip ş p ş pmembrana semipermeabilă ce separă vasul de recipientul cu soluţia salină.

4) Se înlocuieşte membrana semipermeabilă de la punctul precedent cu o membrană permeabilădoar pentru ionii Na+. Să se calculeze valoarea potenţialului Nernst de echilibru corespunzătorionului permeant Na+ ; se dă 2 3 R T/F = 60 mV lg3 = 0 47ionului permeant Na+ ; se dă 2,3 R T/F = 60 mV, lg3 = 0,47.

5) Să se precizeze forma ionică predominantă pe care ar avea-o CH3COOH dizolvat încantitate mică în vas, respectiv în recipientul care conţine soluţia salină; pentru CH3COOH sedă: pK = 4,7.p ,

6) Să se calculeze volumul de apă (exprimat în mL) care trebuie adăugat în vas, respectiv înrecipientul cu soluţia salină pentru a produce o modificare a pH – ului cu 1 unitate.