Ejercicios: Presión osmótica

Define qué es la ósmosis y qué es una membrana semipermeable. Indica en qué sentido se desplaza el agua cuando una solución concentrada y otra diluida están separadas por una membrana de este tipo. Explica además qué es la presión osmótica.

Escribe la ecuación de la presión osmótica $\pi = MRT$ e identifica cada símbolo con su unidad. Luego calcula la presión osmótica de una solución de un no electrolito $0{,}10$ M a $27\ °\text{C}$.

Wilmer corta unas rodajas de papa y las deja un rato en agua con mucha sal. Observa que las rodajas se arrugan y se vuelven blandas. Explica hacia dónde se movió el agua y por qué ocurrió. Indica si el medio con sal es hipotónico o hipertónico respecto de las células de la papa.

Se disuelven $9$ g de glucosa ($M = 180$ g/mol) en agua hasta completar $500$ mL de solución. Calcula la molaridad y la presión osmótica de la solución a $25\ °\text{C}$.

El suero fisiológico es una solución de NaCl al $0{,}9\ \%$ en masa y volumen, es decir, $9$ g de NaCl por litro de solución. Considera que el NaCl ($M = 58{,}5$ g/mol) se disocia por completo. Calcula la concentración total de partículas y la presión osmótica del suero a $37\ °\text{C}$. Explica por qué no se puede inyectar agua destilada en una vena, tomando en cuenta lo que le ocurriría a los glóbulos rojos.

Un laboratorio necesita una solución de glucosa ($M = 180$ g/mol) que tenga una presión osmótica de $7{,}6$ atm a $37\ °\text{C}$, para que sea isotónica con la sangre. Calcula la molaridad que debe tener y la masa de glucosa necesaria para preparar $500$ mL de esa solución.

En una comunidad cercana al salar de Uyuni se cultiva quinua en un suelo con sales. El jugo celular de las raíces tiene una concentración total de solutos de $0{,}30$ mol/L. Considera una temperatura de $20\ °\text{C}$ y analiza dos casos. En el primero, la solución del suelo es de NaCl $0{,}50$ M, totalmente disociado. En el segundo, es de NaCl $0{,}05$ M. Calcula la presión osmótica del jugo celular y la de la solución del suelo en cada caso. Argumenta hacia dónde se mueve el agua en cada situación y qué consecuencias tiene para la planta.

En una comunidad del Altiplano se evalúa una planta de ósmosis inversa para obtener agua potable. Como modelo, una de las fuentes es un agua salobre con $0{,}60$ mol/L de NaCl, totalmente disociado. Otra fuente es un pozo con $0{,}02$ mol/L de NaCl. Calcula la presión osmótica de ambas aguas a $25\ °\text{C}$. Explica qué significa que la ósmosis sea «inversa» y cuál es la presión mínima que debe aplicar la bomba en cada caso. Decide si una bomba que entrega $20$ atm sirve para cada fuente, y justifica tu decisión.