El documento describe las propiedades coligativas de las soluciones, que incluyen la disminución de la presión de vapor, la elevación del punto de ebullición, la disminución del punto de congelación y la presión osmótica. Estas propiedades solo dependen de la cantidad de partículas disueltas y no de su identidad. Se explican las leyes de Raoult y de Van't Hoff para calcular la presión de vapor y los cambios en los puntos de ebullición y congelación.

1. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES
La mayor parte de las propiedades de las soluciones dependen de su soluto, sin embargo
hay 4 propiedades físicas que se afectan igualmente con todos los solutos no volátiles: la
disminución de la presión de vapor [Pvap], la elevación del punto de ebullición, la disminución
del punto de congelación y la presión osmótica.
Las propiedades coligativas de las soluciones solo dependerán de la cantidad de partículas
disueltas. La entropía del solvente puro es menor que la de su vapor, los gases son mas
desordenados que los líquidos. Al reducir la presión de vapor se necesita mayor temperatura
hay que hacer mas trabajo para tales procesos.
PRESIÓN DE VAPOR DE UN SISTEMA
Ley de Raoult: la presión de vapor de un componente A es el
producto de la fracción molar XA por la presión de vapor del
componente puro
Pvap = XA * PA
En una mezcla del 54 % y 46% molar de pentano y hexano la
presión del sistema será:
Compuesto
Presión Pura
(mmHg)
Fracción Molar Presión Parcial (mmHg)
Pentano 420,8 0,5443 229,0
hexano 101,9 0,4557 46,44
La presión total de la mezcla, que es la suma de las presiones parciales será 275,4 mmHg.
La diferencia de presiones permite separar mezclas de líquidos con distinta presión de vapor
mediante un proceso de destilación, si la mezcla tiene puntos de ebullición muy separados,
se hace una destilación simple ; cuando hay puntos de ebullición muy cercanos se utiliza la
destilación fraccionada.
La presencia de un soluto no volátil modifica la presión de vapor de una solución de la
siguiente manera:
Elevación del punto de ebullición (∆Teb): el cambio en la temperatura de ebullición es
proporcional a la molalidad (m) del soluto y la constante de proporcionalidad es una
constante que depende del solvente (Kb).
∆Teb = Keb * m
Descenso del punto de congelación (∆Tc): el cambio en la temperatura de congelación es
proporcional a la molalidad (m) del soluto y la constante de proporcionalidad es una
constante que depende del solvente (Kc).
∆Tc = Kc * m
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2. Presión Osmótica Π: es el producto de la molaridad, la constante de los gases y la
temperatura (expresada en K) a la que se encuentra la solución:
Π = M * R * T
En una membrana semipermeable sólo pasan moléculas del solvente y las del soluto no. El
paso de las mas diluidas a las mas concentradas es la osmosis. La presión necesaria para
detener el movimiento neto de las moléculas de solvente, puede forzar a las moléculas de
agua a salir de la solución.
La osmosis inversa: es forzar a que el solvente salga de la solución. La cantidad de agua
aumenta al interior de la célula, y se da una alta presión osmótica y explota la célula.
Una aplicación de la presión osmótica para eliminar bacterias son las altas concentraciones
de sal que causan en la célula la retenga el agua y el hinchamiento causa que se rompan.
EJERCICIOS
1.- Se añaden 20 gramos de un soluto a 100 g de agua a 25ºC. La presión de vapor del agua
pura es 23,76 mm de Hg; la presión de vapor de la solución es de 22,41 mm de Hg.
a) Calcular la masa molar del soluto
R.- 5,64 g/ mol
b) ¿Qué cantidad de este soluto se necesita añadir a 100 gramos de agaua para reducir
la presión de vapor a la mitad del valor para el agua pura?
R.- 313,2 g
2.- La constante crioscópica molar del alcanfor es 40,27ºC ( Kg alcanfor)/(mol de soluto). En
cierta experiencia se observó que 0,0113 g de fenantreno hicieron disminuir 27ºC el punto de
congelación de 0,0961 g de alcanfor. ¿Cuál es la masa molar del fenantreno en alcanfor?
R.- 175,5 g/ mol
3.- La glicerina, C3H8O3, es un no electrolito no volátil con una densidad de 1,26 g/mL a 25ºC.
Calcule la presión de vapor a 25ºC de una solución que se preparo agregando 50,0 mL de
glicerina a 500mL de agua. La presión de vapor del agua pura a 25ºC es de 23,8 mmHg.
R.- 23,08 mm de Hg
4.- El anticongelante para automóviles consiste en etilenglicol C2H6O2, un no electrolito no
volátil. Calcule el punto de ebullición y el punto de congelación de una solución al 25% en
peso de etilenglicol si se tienen 1000 gramos de solución.
R.- Teb= 102,79ºC ; Tcong= - 9,9 ºC
5.- La adrenalina es una hormona que dispara la liberación de moléculas de glucosa
adicionales en momentos de tensión o emergencia. Una solución de 0,64 gramos de
adrenalina en 36 gramos de CCl4 causa una elevación del punto de ebullición de 0,49ºC.
Determine la masa molar de la adrenalina.
R.- 183,27 g/ mol
6.- 1,2 gramos de compuesto desconocido, se disuelven en 50 gramos de Benceno. La
solución congela a 4,92 °C. Determinar la Masa Molar del soluto.
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3. (Datos: Temp. de cong. Benceno = 5,48 °C -- Kf de Benceno = 5,12 °C / m )
R.- 220,18 g /mol
7.- Cual es el punto de ebullición de una solución acuosa de sacarosa 1,25 m.
(Kb= 0,512ºC/m) Dato: T ebullición solvente puro= 100ºC.
R.- 100,6 ºC
8.- Calcule la presión de vapor de una solución que contiene 6.67 g de glucosa (C6H12O6)
disueltos en 45.35g de agua a 25ºC. La presión de vapor de agua pura a 25ºC es 23.3mmHg.
R.- 22,83 mm de Hg
9.- ¿Cuántos gramos de glucosa se deben añadir a 123.98g de agua para disminuir la
presión de vapor por 2.5mmHg a 25ºC? La presión de vapor de agua pura a 25ºC es
23.3mmHg y la masa molar de glucosa es 180 g/mol.
R.- 153 g
10.- Si una solución se prepara disolviendo 1.20 g de urea (Masa molar = 60.0g/mol) en 50 g
de agua ¿cuál será el punto de ebullición y congelación de la solución resultante? Para el
agua Kb = 0.52ºC/m y Kf = 1.86ºC/m)
R.- Tebullición solución= 100,2 ºC ; T congelación solución= - 0,74 ºC
11.- Una solución de una sustancia desconocida en agua a 320K tiene una presión osmótica
de 2.95 atm. ¿Cuál es la molaridad de la solución?
R.- 0,11 mol/L
12.- La presión de vapor sobre el agua pura a 120°C es 1480 mmHg. Si se sigue la Ley de
Raoult ¿Que fracción de etilenglicol debe agregarse al agua para reducir la presión de vapor
de este solvente a 760 mmHg?
R.- 0.49
13.- Calcular el descenso de la presión de vapor causada por la adición de 100 g de sacarosa
(masa molar = 342) a 1000 g de agua. La presión de vapor de agua pura a 25°C es 23,69
mmHg.
R.- 0,24 mm de Hg
14.- La presión de vapor del agua pura a una temperatura de 25°C es de 23,69 mmHg. Una
solución preparada con 5,5 g de glucosa en 50 g de agua tiene una presión de vapor de 23,42
mmHg. Suponiendo que la Ley de Raoult es válida para esta solución, determine la masa molar
de glucosa.
R.- 180 g/ mol
15.- Una solución de cloruro de calcio (CaCl2) fue preparada disolviendo 25 g de esta sal en 500
g de agua. Cuál será la presión de vapor de la solución a 80°C, sabiendo que a esta
temperatura el cloruro de calcio se comporta como un electrolito fuerte y que la presión de
vapor del agua es 355,10 mmHg
R.- 351,55 mm de Hg
Dato: Masa molar de cloruro de calcio es 111 g/mol y del agua es 18 g/mol).
16.- La presión de vapor del metanol puro es 159,76 mmHg. Determinar la fracción molar de
glicerol (soluto no electrólito y no volátil) necesario para disminuir la presión de vapor a
129,76 mmHg.
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4. R.- 0,19
17.- Una solución contiene 8,3 g de una sustancia no electrolito y no volátil, disuelta en un
mol de cloroformo (CHCl3), esta solución tiene una presión de vapor de 510,79 mmHg. La
presión de Vapor del cloroformo a esta temperatura es 525,79 mmHg. En base a esta
información determine:
a- La fracción molar de soluto.
R.- 0,03
b- El número de moles de soluto disueltos.
R.- 0,03 mol
c- La masa molar de soluto.
R.- 276,6 g/mol
18.- La presión de vapor del Benceno (C6H6) a 25°C es 93,76 mmHg. Determine la presión
de vapor de una solución preparada disolviendo 56,4 g de un soluto no volátil (C20H42) en un
kilogramo de Benceno.
R.- 91,88 mm de Hg
19.- La presión de vapor del agua a 60°C es 149,4 mmHg. Si Ud. desea preparar una
solución donde la presión de vapor disminuya a 140 mmHg. Determine la masa de glucosa
(C6H12O6) que debe disolverse en 150 g de agua para lograr dicho efecto.
R.- 95,4 g
20.- Se disuelven 0,3 moles de sulfato de sodio (Na2SO4), electrolito fuerte y no volátil, en 2
Kg de agua a 60°C. Si la presión de vapor del agua a esta temperatura es 149,4 mmHg.
Determine la presión de vapor de la solución resultante.
R.-147,9 mm de Hg
21.- ¿Qué concentración molal de sacarosa en agua se necesita para elevar su punto de
ebullición en 1,3 °C?
(Keb = 0,52 °C/m y temperatura de ebullición del agua 100°C)
R.- 2,5 molal
22.- Se disuelven 0,572 g de resorcina en 19,31 g de agua y la solución hierve a 100,14°C.
Calcular la masa molar de resorcina, Keb del agua es 0,52 °C/m.
R.- 109,71 g/mol
23.- Si se disuelven 5,65 g de C16H34 en 100 g de benzol, se observa una elevación en el punto
de ebullición del benzol de 0,66 °C. En base a estos datos calcule Keb del benzol.
R.- 2,64ºC/m
24.- Si al disolver 20 g de urea (masa molar urea= 60 g/mol) en 200 g de solvente se
observa que el punto de ebullición de la solución es de 90 °C, determine el punto de
ebullición de un solvente puro cuya constante ebulloscópica es 0,61 °C/molal.
R.- 88,9ºC
25.- Calcular el punto de congelación de una solución acuosa al 1,26 % p/p de un compuesto
no electrolito.(agua: Kc = 1,86 °C/molal y T°c =0 °C; masa molar de soluto 51g/mol)
R.- (- 0,372 ºC)
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5. 26.- Calcule el peso molecular de un no electrolito si el agua se congela a -0,50 °C cuando
en 20 g de ella se disuelven 12 g de soluto. (Agua: temperatura de congelación 0 °C y
constante crioscópica 1,86 °C/molal)
R.- 2238,8 g/ mol
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6. 26.- Calcule el peso molecular de un no electrolito si el agua se congela a -0,50 °C cuando
en 20 g de ella se disuelven 12 g de soluto. (Agua: temperatura de congelación 0 °C y
constante crioscópica 1,86 °C/molal)
R.- 2238,8 g/ mol
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