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新版新渗透压公式
—— [(P0*1000k* i*c / (1−k* i*c)]* (T / T0)
十余年前公布的新渗透压公式为显示简洁性而写为:
π= [P0* k * c / (1−k*c)]* (T / T0)
该简洁式公布后承蒙一些学界同仁的推介,掌握这一公式者在应用中发现,与其它渗透压公式相比,其计算的精准度确实有提高(也可让一些AI搜索权威文献公布的不同浓度溶液的渗透压实测值,再用不同的渗透压公式计算后从误差率对比中得知。后附供审核);但在十几年的实践中也发现,这种“简洁”的新渗透压公式的表述,须有如下两个使用中须注意的问题:
第一、就像简写的范特霍夫渗透压公式不标出i,具体应用时易疏忽而忘了有范特霍夫因子i为1和不为1的分子化合物于离子化合物的区别,只有在公式中明确标出i,才不易出现应用时疏忽的差错;新渗透压公式也如此,应以标出范特霍夫因子i为好。
第二、更主要是该新渗透压公式中出现了一般理化公式中较少见的一身而任二焉的特别处,即该同一公式中的c,出现了属于“一名二实”的现象:同一符号,却代表两套不同的物理常数与单位,在应用时须进行数字与量纲单位转换,否则会出现小于准确值整整1000倍的失误,“极易造成读者困惑”(网语)。
简洁新渗透压公式分母中k、c的量纲单位分别是L/mol、mol/L,量纲单位统一,相乘正好消除量纲,使用没问题;分子中的k量纲单位虽也是L/mol,可是针对计算结果与P0的一致的压力量纲单位(不管是atm还是Kpa),对分子中浓度c要求必须是国际SI量纲单位mol/m3。为此须通过换算改变分子中c的量纲单位,使其符合国际SI要求的mol/m3量纲单位:但这样一来,在数值上(注意:仅仅时数值上,而不是本质的量上)小了整整1000倍,为了弥补这一换算本身带来的数值损失,于是公式分子须乘上1000(量纲校正系数),而使最终得到的渗透压值不变。
根据上述分析,我们可得知,这种乘上1000能降低量纲转化门槛的新版新渗透压公式,看似不简洁但实际应用便捷了许多,且不易出差错。这种能降低使用门槛而又不减精准率的新版新渗透压公式为:
[(P0* 1000k* i*c / (1−k* i*c)]* (T / T0)
(笔者曾设想把公式中的“1000k”改用大写的“K”表示,使公式显得“简洁”些,但考虑到那对“K”又另须专门注明,不符合一般公式的规范,故没改而用了现在的公布的式子)
附:
不同溶质不同浓度溶液渗透压实测值与各公式计算值对比表
溶质名称 | 浓度(单位:mol/L) | 实测渗透压(单位:atm) | 范特霍夫渗透压公式计算值(单位:atm) | 范特霍夫渗透压公式误差 | 英皇学会介绍公式计算值(单位:atm) | 英皇误差(英皇式有误传是新公式) | 新渗透压公式计算值(单位:atm) | 新渗透压公式误差 |
氯化钠 | 0.05 | 2.44 | 2.445 | 0.2% | 2.448 | 0.3% | 2.45 | 0.4% |
氯化钠 | 0.10 | 4.92 | 4.891 | -0.6% | 4.902 | -0.4% | 4.91 | -0.2% |
氯化钠 | 0.20 | 9.90 | 9.782 | -1.2% | 9.826 | -0.8% | 9.87 | -0.3% |
氯化钠 | 0.30 | 13.78 | 14.672 | 6.5% | 14.771 | 7.2% | 14.84 | 7.7% |
氯化钠 | 0.40 | 18.12 | 19.563 | 8.0% | 19.732 | 8.9% | 19.93 | 10.0% |
氯化钠 | 1.00 | 52.30 | 48.908 | -6.5% | 50.034 | -4.3% | 51.20 | -2.1% |
氯化钠 | 2.00 | 108.10 | 97.816 | -9.5% | 102.014 | -5.6% | 107.40 | -0.7% |
氯化钠 | 3.00 | 168.60 | 146.723 | -13.0% | 156.218 | -7.3% | 169.70 | 0.7% |
氯化钠 | 4.00 | 234.50 | 195.631 | -16.6% | 213.840 | -8.8% | 236.70 | 0.9% |
氯化钠 | 5.00 | 304.20 | 244.539 | -19.6% | 275.097 | -9.6% | 310.40 | 2.0% |
葡萄糖 | 0.10 | 2.42 | 2.45 | 1.1% | 2.45 | 1.3% | 2.41 | -0.4% |
葡萄糖 | 0.20 | 4.88 | 4.89 | 0.3% | 4.92 | 0.7% | 4.84 | -0.8% |
葡萄糖 | 0.40 | 9.92 | 9.79 | -1.4% | 9.87 | -0.5% | 9.72 | -2.0% |
葡萄糖 | 0.60 | 15.10 | 14.68 | -2.8% | 14.88 | -1.5% | 14.61 | -3.3% |
葡萄糖 | 0.80 | 20.40 | 19.57 | -4.1% | 19.93 | -2.3% | 19.51 | -4.4% |
葡萄糖 | 1.00 | 25.80 | 24.47 | -5.2% | 25.03 | -3.0% | 24.42 | -5.4% |
尿素 | 0.20 | 4.86 | 4.89 | 0.7% | 4.92 | 1.1% | 4.83 | -0.6% |
尿素 | 0.50 | 12.28 | 12.23 | -0.4% | 12.37 | 0.7% | 12.14 | -1.1% |
尿素 |
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