Propiedades coligativas

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PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS DISOLUCIONES

Presión osmótica

disminución en el punto de fusión

aumento en el punto de ebullición

abatimiento en la presión de vapor

Propiedades Coligativas

Son propiedades de las disoluciones que dependen de la cantidad de soluto disuelto, no la identidad química del soluto.

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Ley de Rault

+ matemáticamente

Abatimiento en la presión de vapor

Cuando en un disolvente de disuelve un soluto no volátil (sólido soluble o líquido de alto punto de ebullición) la presión de vapor de la disolución es menor a la presión de vapor que ejerce el disolvente puro al mismo valor de temperatura. La presión de vapor que ejerce una disolución se calcula a partir de la Ley de Rault, la cual establece que: “La presión parcial ejercida por el vapor del disolvente sobre la disolución (Pa), es igual al producto de la fracción molar del disolvente en la disolución (Xa) por la presión de vapor del disolvente puro (Pa°)."

+ matemáticamente

LEY DE RAULT

La ley de Rault también puede ser indicada en función de la disminución de la presión de vapor en la disolución; la cual representa la diferencia en la presión de vapor del disolvente puro y la presión de vapor del disolvente sobre la disolución a una temperatura dada.

𝑷𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍=𝑷𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏=𝑿𝒂 𝑷𝒂°𝒑𝒖𝒓𝒐+ 𝑿𝒃 𝑷𝒃°𝒑𝒖𝒓𝒐

LEY DE RAULT

Cuando en una disolución el disolvente (A) y el soluto (B) ejercen presión de vapor, es decir son volátiles, la presión de vapor de disolución depende de la presión de ambas sustancias. En estos casos se aplica la ecuación de Dalton y la ecuación de Rault. A las disoluciones que obedecen la ley de Rault se le llama disoluciones ideales. Donde: Xa y Xb= fracción molar del disolvente y el soluto respectivamente Pa° y Pb°= presiones de vapor de A y B como sustancia pura a una temperatura específica

FACTOR DE VAN´T HOFF

+ matemáticamente

ELEVACIÓN EL PUNTO DE EBULLICIÓN

Cuando en un disolvente se disuelve un soluto no volátil, la presión de vapor disminuye; y como consecuencia la temperatura a la cual la presión de vapor iguala la presión externa aumenta, y por lo tanto, aumenta el punto de ebullición de la disolución.El aumento en el punto de ebullición se ve afectado por la concentración del soluto, la constante de abatimiento en el punto de ebullición (Kb) que depende del disolvente y la capacidad del soluto de formar iones en disolución; capacidad que se ve cuantificada en el Factor de Vant Hoff (i).

+ Ejemplos

FACTOR DE VAN'T HOFF

El factor de Van´t Hoff es un número adimensional que cuantifica la capacidad de un soluto de formar iones en disolución (electrolitos). El valor del factor de Vant Hoff teórico (calculado) para un electrolito es igual al número de iones que forma el soluto en disolución acuosa. En el caso el soluto sea un no electrolito (compuesto covalente) el factor de Vant Hoff es igual a uno.

Kf y Kb

+ matemáticamente

DISMINUCIÓN EN EL PUNTO DE FUSIÓN

Cuando en un disolvente se disuelve un soluto no volátil, el punto de fusión de la disolución es menor al punto de fusión del disolvente puro.

Matemáticamente, la temperatura de ebullición de la disolución está dada por: 𝑻𝒆𝒃𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏=𝑻𝒆𝒃𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆+∆𝑻𝒃 Y la temperatura de fusión: 𝑻𝒇𝒖𝒔𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏=𝑻𝒇𝒖𝒔𝒅𝒊𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆−∆𝑻𝒇

TEMPERATURA DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN DE UNA DISOLUCIÓN

Presión osmótica

Es el paso selectivo de moléculas de disolvente a través de una membrana porosa (semipermeble). Este proceso ocurre de forma natural, desde el espacio que posee la menor cantidad de soluto al espacio que posee mayor cantidad de soluto; hasta que las concentraciones se igualen.

Ósmosis

+ matemáticamente

La presión osmótica (𝝅) es la presión mínima necesaria para evitar el proceso de ósmosis en una membrana semipermeable.

Presión osmótica (𝝅)

PROPIEDADES COLIGATIVAS Y ANALISIS QUÍMICO

En el análisis químico, las propiedades coligativas de las disoluciones pueden ser utilizadas para calcular la masa molar del soluto, y en función de ésta, identificar el soluto.

¡Gracias!

∆𝑃𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟=𝑋𝑏 𝑃𝑎°𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑜

Donde:Xb= fracción molar del soluto Pa°puro= presión de vapor del disolvente puro

Factor de Vant Hoff NaCl= 2 Factor de Vant Hoff BaCl2= 3 Factor de Vant Hof C6H12O6 (glucosa) =1

A partir de los ejemplos anteriores, es posible observar que el Factor de Van´t Hoff al guardar una relación directamente proporcional al incremento en la temperatura de ebullición, los solutos que son electrolitos poseen mayor influencia en el punto de ebullición de la disolución.

∆𝑇𝑓=𝑖𝑚𝐾𝑓

Donde: Kf= constante de abatimiento en el punto de fusión (°C/m) m= molalidad i = factor de Van´t Hoff

∆𝑇𝑒𝑏=𝑖𝑚𝐾𝑏

Donde: Kb= constante de abatimiento en el punto de ebullición (°C/m) m= molalidad i = factor de Van´t Hoff

𝜋=𝑖𝑀𝑅𝑇

Donde: i= factor de Vant Hoff M= molaridad (mol soluto/L) R= cte de los gases 0.0821 L-atm/k-mol T= temperatura (k)

Para ello, experimentalmente se mide una propiedad coligativa, y a partir del trabajo matemático es posible calcular la concentración del soluto, y a partir de ella la masa molar del mismo, si se conoce la cantidad de soluto utilizado para preparar la disolución. Cualquiera de las propiedades coligativas puede ser utilizadas para este fin pero a nivel experimental las aplicadas son la disminución en el punto de fusión y la presión osmótica.

𝑃𝑎=𝑋𝑎 𝑃𝑎°𝑝𝑢𝑟𝑜

Donde Pa= presión de vapor del disolvente sobre la disolución (presión de vapor de la disolución) Xa= fracción molar del disolvente Pa°= presión de vapor del disolvente puro