Какой концентрации (г/л) сахарозы нужно взять, чтобы среда для амеб оставалась изотоничной, если в эксперименте

Инструкция:
Для того чтобы раствор сахарозы был изотоническим по отношению к амебам, его концентрация должна быть равной оставшейся после смешивания растворов NaHCO3 и NaCl, т.е. концентрации изотонического раствора. Изотонический раствор — это раствор с одинаковым осмотическим давлением, как у раствора, который он заменяет.

Для решения задачи нам необходимо найти концентрацию изотонического раствора, который был приготовлен на основе NaHCO3 и NaCl. Для этого используем уравнение Вант-Гоффа, которое связывает осмотическое давление раствора с его молярной концентрацией:

Отношение мольной концентрации стандартного раствора NaCl к мольной концентрации изотонического раствора:
i = (Полная ионная сила стандартного раствора) / (Полная ионная сила изотонического раствора)

Так как NaHCO3 и NaCl полностью диссоциируют, полная ионная сила раствора NaHCO3 будет равна:

I1 = (концентрация NaHCO3 * число ионов при полном растворении NaHCO3)

Аналогично, полная ионная сила раствора NaCl будет равна:

I2 = (концентрация NaCl * число ионов при полном растворении NaCl)

Зная, что NaHCO3 и NaCl имеют соотношение 1:1, можно записать уравнение:

i = (I1 / c1) / (I2 / c2)

где c1 — концентрация NaHCO3, c2 — концентрация NaCl, i — изотонический коэффициент, равный 1.

Решая это уравнение относительно c1, мы найдем концентрацию изотонического раствора. А затем используем формулу :

c_сахарозы = c_изотонического раствора * M_изотонического раствора / M_сахарозы

где c_сахарозы — искомая концентрация сахарозы, c_изотонического раствора — концентрация изотонического раствора, M_изотонического раствора — молярная масса изотонического раствора, M_сахарозы — молярная масса сахарозы.

Пример использования:
Изотонический раствор, приготовленный на основе NaHCO3 и NaCl, имеет концентрации 33,6 г/л и 11,7 г/л соответственно. Найдем концентрацию сахарозы для изотонического раствора.
Вычислим сначала концентрацию изотонического раствора с помощью уравнения Вант-Гоффа:
i = (I1 / c1) / (I2 / c2) = (33,6 г/л * 2) / (11,7 г/л * 2) = 3,072
Теперь используем формулу для нахождения концентрации сахарозы в г/л:
c_сахарозы = c_изотонического раствора * M_изотонического раствора / M_сахарозы = 3,072 * 145.5 г/моль / 342 г/моль ≈ 1,307 г/л

Совет: Для лучшего понимания концепции изотонических растворов и расчетов концентрации сахарозы, рекомендуется углубиться в изучение коллоидной химии и осмотического давления растворов.

Упражнение: Какую массу сахарозы (в граммах) нужно взять, чтобы приготовить 500 мл изотонического раствора, если известно, что его концентрация составляет 2 г/л? Молярная масса сахарозы равна 342 г/моль.