Di John Brennan Aggiornato il 24 marzo 2022
Quando un composto ionico si dissolve, si separa nei suoi ioni costituenti. Ciascuno di questi ioni viene circondato da molecole di solvente, un processo chiamato solvatazione. Di conseguenza, un composto ionico apporta più particelle ad una soluzione rispetto a un composto molecolare, che non si dissocia in questo modo. L'osmolarità è utile per determinare la pressione osmotica.
I chimici solitamente descrivono la concentrazione in termini di molarità, dove una mole è composta da 6,022 x 10^23 particelle, ioni o molecole, e una soluzione molare ha una mole di soluto per litro di soluzione. Una soluzione molare di NaCl conterrebbe una mole di unità della formula NaCl. Tuttavia, poiché nell'acqua NaCl si dissocia in ioni Na+ e Cl-, la soluzione contiene in realtà due moli di ioni:una mole di ioni Na+ e una mole di ioni Cl-. Per distinguere questa misura dalla molarità, i chimici la chiamano osmolarità; una soluzione salina un molare è due osmolare in termini di concentrazione di ioni.
Il fattore più importante nel determinare l'osmolarità è la molarità della soluzione:maggiore è il numero di moli di soluto, maggiore è il numero di osmoli di ioni presenti. Un altro fattore importante, tuttavia, è il numero di ioni in cui il composto si dissocia. NaCl si dissocia in due ioni, ma il cloruro di calcio (CaCl2) si dissocia in tre:uno ione calcio e due ioni cloruro. Di conseguenza, a parità di condizioni, una soluzione di cloruro di calcio avrà un'osmolarità maggiore rispetto a una soluzione di cloruro di sodio.
Il terzo e ultimo fattore che influenza l'osmolarità è la deviazione dall'idealità. In teoria, tutti i composti ionici dovrebbero dissociarsi completamente. In realtà, tuttavia, una piccola parte del composto rimane indissociata. La maggior parte del cloruro di sodio si divide in ioni sodio e cloruro nell'acqua, ma una piccola frazione rimane legata insieme come NaCl. La quantità di composto non dissociato aumenta all'aumentare della concentrazione del composto, quindi questo fattore può diventare un problema più significativo a concentrazioni più elevate. Per basse concentrazioni di soluto, la deviazione dall'ideale è trascurabile.
L'osmolarità è importante perché determina la pressione osmotica. Se una soluzione viene separata da un'altra soluzione di diversa concentrazione mediante una membrana semipermeabile, e se la membrana semipermeabile consente il passaggio delle molecole d'acqua ma non degli ioni, l'acqua si diffonderà attraverso la membrana nella direzione della concentrazione crescente. Questo processo è chiamato osmosi. Le membrane delle cellule del corpo agiscono come membrane semipermeabili perché l'acqua può attraversarle ma gli ioni no. Questo è il motivo per cui i medici utilizzano la soluzione salina per l'infusione endovenosa e non l'acqua pura; se utilizzassero acqua pura, l'osmolarità del sangue diminuirebbe, provocando l'assorbimento di acqua e la rottura di cellule come i globuli rossi.
