PROPIEDADES

  COLIGATIVAS

DE LAS SOLUCIONES
Propiedades coligativas

Son     aquellas  propiedades
físicas de las soluciones que
dependen más bien de la
cantidad de soluto que de su
naturaleza.
Cuatro son las propiedades coligativas:


   V Disminución de la presión de vapor

   V Disminución del punto de congelación

   V Aumento del punto de ebullición

   V Presión osmótica
Disminución de la presión de
          vapor

Cuando se agrega un soluto no volátil
a un solvente puro, la presión de
vapor de éste en la solución
disminuye.
P solución < P solvente puro


           ∆P = P° - P
Ley de Raoult


            PA = XA P°A

PA : Presión de vapor del componente A
XA : Fracción molar de A
P°A : Presión de vapor de A puro
Para un soluto no volátil:

               ∆P = P°A XB
donde:
∆P : Disminución de la presión de vapor

XB : fracción molar del soluto B no volátil


P°A : presión de vapor del solvente A puro
Ley de Raoult para una solución ideal de un soluto en
un líquido volátil. La presión de vapor ejercida por el
líquido es proporcional a su fracción molar en la
solución.
      Presión de vapor del solvente




                                                                            P° solvente




                                      0
                                          0              X disolvente   1
                                          1   X soluto                  0
... aplicación

„ Calcule el descenso de la presión de vapor
  de agua, cuando se disuelven 5.67 g de
  glucosa, C6H12O6, en 25.2 g de agua a
  25°C. La presión de vapor de agua a
  25°C es 23.8 mm Hg ¿Cuál es la presión
  de vapor de la solución?
... aplicación
„ El naftaleno C10H8, se utiliza para hacer bolas
  para combatir la polilla. Suponga una solución
  que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno en
  60,8 g de cloroformo CHCl3, calcule el descenso
  de la presión de vapor del cloroformo a 20°C en
  presencia del naftaleno. La p de v del
  cloroformo a 20°C es 156 mm Hg. Se puede
  suponer que el naftaleno es no volátil
  comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la
  presión de vapor de la solución?
Para una solución ideal:

Si los componentes son los líquidos A y B:


            Psolución = P°A XA + P°B XB

Psolución    : Presión de la solución ideal
P°A y P°B : Presiones de vapor de A y B puros
XA y XB       : Fracciones molares de A y B
Ley de Raoult para una solución ideal de dos
                 componentes volátiles.

Izquierda: B puro                                           Derecha: A
puro
                P°B                    P total = PA + PB
       Presión de vapor




                                  PB

                                                                    P°A




                                  PA
                          0                                         0
                              1                        XB       0
                              0             XA                  1
... aplicación

„ Una solución líquida consiste en 0,35
  fracciones mol de dibromuro de etileno,
  C2H4Br2, y 0,65 fracciones mol de
  dibromuro de propileno, C3H6Br2. Ambos
  son líquidos volátiles; sus presiones de
  vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm
  Hg, respectivamente. Calcule la presión
  de vapor total de la solución.
DIAGRAMA PUNTO FUSIÓN Y PUNTO EBULLICIÓN
Presión de vapor del solvente  SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN

                                760

                                                                  Líquido
                                      Sólido
             (torr)




                                                                              ro
                                                                          e pu
                                                                Sol   vent

                                                                           n
                                                                  So lució

                                                                            Gas

                                         Tf solución         Tf solvente           Te solvente         Te solución
                                                                 puro                  puro
                                                       ∆Tf                                       ∆Te

                                                       Temperatura (°C)
DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE
      CONGELACIÓN


Cuando se agrega un soluto no volátil a
un solvente puro, el punto de
congelación de éste disminuye.

Pto. Cong. solución < Pto. Cong. solvente
                             puro
∆Tf = Kf • m


Donde:
∆Tf = Disminución del punto de congelación
Kf = Constante molal de descenso del punto de
         congelación
m = molalidad de la solución


           ∆Tf = Tf solvente - Tf solución
AUMENTO DEL PUNTO DE
       EBULLICIÓN


Cuando se agrega un soluto no volátil
a un solvente puro, el punto de
ebullición de éste aumenta.

   Pto. Eb. ss   > Pto. Eb. solvente puro
∆Te = Ke • m

Donde:
∆Te = Aumento del punto de ebullición
Ke = Constante molal de elevación del punto de
         ebullición
m = molalidad de la solución



     ∆Te = Te solución - Te solvente
Algunas propiedades de
        disolventes comunes

I Solvente     Pe (°C)   Kb (°C/m)    Pf(°C)     Kf (°C/m)

 Agua          100,0     0,512            0,0     1,86
 Benceno        80,1     2,53             5,48    5,12
 Alcanfor      207,42    5,61          178,4     40,00
 Fenol         182,0     3,56            43,0     7,40
 Ac. Acético   118,1     3,07            16,6     3,90
 CCl4           76,8     5,02          - 22,3    29,8
 Etanol         78,4     1,22        - 114,6      1,99
... aplicación
„ Una solución acuosa de glucosa es 0.0222 m
  ¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de
  congelación de esta solución?
„ ¿Cuántos gramos de etilenglicol, CH2OHCH2OH,
  se deben adicionar a 37.8 g de agua para dar
  un punto de congelación de -0.150°C?
„ Se disolvió una muestra de 0.205 g de fósforo
  blanco en 25.0 g de CS2 Se encontró que la
  elevación del punto de ebullición de la solución
  de CS2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular
  del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del
  fósforo molecular?
PRESIÓN OSMÓTICA

   π> P




    Agua pura      Disolución



        Osmosis Normal
PRESIÓN OSMÓTICA

                     P
   P > π




    Agua pura     Disolución



         Osmosis inversa
Se define la presión osmótica como el proceso,
por el que el disolvente pasa a través de una
membrana semipermeable, y se expresa como:

                π =     n R T
                          V

R= 0.0821 atm L / (mol K)
     Como n/V es molaridad (M), entonces:


                 π = M • R • T
Ejercicios

 Una disolución contiene 1 g de
 hemoglobina disuelto en suficiente agua
 para formar 100 mL de disolución. La
 presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg.
 Calcular:
 a) La molaridad de la hemoglobina.
 b) La masa molecular de la hemoglobina.
Ejercicios
 ¿Qué presión osmótica ejercerá una
 solución de urea (NH2CONH2) en agua al
 1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g
 corresponde aproximadamente a 1 L de
 solución.
 ¿Qué concentración en g/L habría de
 tener una solución de anilina en agua,
 para que su presión osmótica a 18ºC sea
 de 750 mm Hg? (PM= 93.12)
Propiedades Coligativas de
los electrolitos
„ Un electrolito es una sustancia que
  disuelta en agua conduce la corriente
  electrica.   (son   electrolitos   aquellas
  sustancias conocidas como ácidos, bases
  y sales).
„ Para las disoluciones acuosas de
  electrolitos es necesario introducir en las
  ecuaciones, el factor i
Ejemplo
„ Estimar los puntos de congelación de las
  disoluciones 0.20 molal de:
  a) KNO3
 b) MgSO4
 c) Cr(NO3)3


„ El punto de congelación del HF 0.20 m es
  -0.38ºC. ¿estará disociado o no?

Propiedades Coligativas

  • 1.
  • 2.
    Propiedades coligativas Son aquellas propiedades físicas de las soluciones que dependen más bien de la cantidad de soluto que de su naturaleza.
  • 3.
    Cuatro son laspropiedades coligativas: V Disminución de la presión de vapor V Disminución del punto de congelación V Aumento del punto de ebullición V Presión osmótica
  • 4.
    Disminución de lapresión de vapor Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, la presión de vapor de éste en la solución disminuye. P solución < P solvente puro ∆P = P° - P
  • 5.
    Ley de Raoult PA = XA P°A PA : Presión de vapor del componente A XA : Fracción molar de A P°A : Presión de vapor de A puro
  • 6.
    Para un solutono volátil: ∆P = P°A XB donde: ∆P : Disminución de la presión de vapor XB : fracción molar del soluto B no volátil P°A : presión de vapor del solvente A puro
  • 7.
    Ley de Raoultpara una solución ideal de un soluto en un líquido volátil. La presión de vapor ejercida por el líquido es proporcional a su fracción molar en la solución. Presión de vapor del solvente P° solvente 0 0 X disolvente 1 1 X soluto 0
  • 8.
    ... aplicación „ Calculeel descenso de la presión de vapor de agua, cuando se disuelven 5.67 g de glucosa, C6H12O6, en 25.2 g de agua a 25°C. La presión de vapor de agua a 25°C es 23.8 mm Hg ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?
  • 9.
    ... aplicación „ Elnaftaleno C10H8, se utiliza para hacer bolas para combatir la polilla. Suponga una solución que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno en 60,8 g de cloroformo CHCl3, calcule el descenso de la presión de vapor del cloroformo a 20°C en presencia del naftaleno. La p de v del cloroformo a 20°C es 156 mm Hg. Se puede suponer que el naftaleno es no volátil comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?
  • 10.
    Para una soluciónideal: Si los componentes son los líquidos A y B: Psolución = P°A XA + P°B XB Psolución : Presión de la solución ideal P°A y P°B : Presiones de vapor de A y B puros XA y XB : Fracciones molares de A y B
  • 11.
    Ley de Raoultpara una solución ideal de dos componentes volátiles. Izquierda: B puro Derecha: A puro P°B P total = PA + PB Presión de vapor PB P°A PA 0 0 1 XB 0 0 XA 1
  • 12.
    ... aplicación „ Unasolución líquida consiste en 0,35 fracciones mol de dibromuro de etileno, C2H4Br2, y 0,65 fracciones mol de dibromuro de propileno, C3H6Br2. Ambos son líquidos volátiles; sus presiones de vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm Hg, respectivamente. Calcule la presión de vapor total de la solución.
  • 13.
    DIAGRAMA PUNTO FUSIÓNY PUNTO EBULLICIÓN Presión de vapor del solvente SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN 760 Líquido Sólido (torr) ro e pu Sol vent n So lució Gas Tf solución Tf solvente Te solvente Te solución puro puro ∆Tf ∆Te Temperatura (°C)
  • 14.
    DISMINUCIÓN DEL PUNTODE CONGELACIÓN Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de congelación de éste disminuye. Pto. Cong. solución < Pto. Cong. solvente puro
  • 15.
    ∆Tf = Kf• m Donde: ∆Tf = Disminución del punto de congelación Kf = Constante molal de descenso del punto de congelación m = molalidad de la solución ∆Tf = Tf solvente - Tf solución
  • 16.
    AUMENTO DEL PUNTODE EBULLICIÓN Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de ebullición de éste aumenta. Pto. Eb. ss > Pto. Eb. solvente puro
  • 17.
    ∆Te = Ke• m Donde: ∆Te = Aumento del punto de ebullición Ke = Constante molal de elevación del punto de ebullición m = molalidad de la solución ∆Te = Te solución - Te solvente
  • 18.
    Algunas propiedades de disolventes comunes I Solvente Pe (°C) Kb (°C/m) Pf(°C) Kf (°C/m) Agua 100,0 0,512 0,0 1,86 Benceno 80,1 2,53 5,48 5,12 Alcanfor 207,42 5,61 178,4 40,00 Fenol 182,0 3,56 43,0 7,40 Ac. Acético 118,1 3,07 16,6 3,90 CCl4 76,8 5,02 - 22,3 29,8 Etanol 78,4 1,22 - 114,6 1,99
  • 19.
    ... aplicación „ Unasolución acuosa de glucosa es 0.0222 m ¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de congelación de esta solución? „ ¿Cuántos gramos de etilenglicol, CH2OHCH2OH, se deben adicionar a 37.8 g de agua para dar un punto de congelación de -0.150°C? „ Se disolvió una muestra de 0.205 g de fósforo blanco en 25.0 g de CS2 Se encontró que la elevación del punto de ebullición de la solución de CS2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del fósforo molecular?
  • 20.
    PRESIÓN OSMÓTICA π> P Agua pura Disolución Osmosis Normal
  • 21.
    PRESIÓN OSMÓTICA P P > π Agua pura Disolución Osmosis inversa
  • 22.
    Se define lapresión osmótica como el proceso, por el que el disolvente pasa a través de una membrana semipermeable, y se expresa como: π = n R T V R= 0.0821 atm L / (mol K) Como n/V es molaridad (M), entonces: π = M • R • T
  • 23.
    Ejercicios Una disolucióncontiene 1 g de hemoglobina disuelto en suficiente agua para formar 100 mL de disolución. La presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg. Calcular: a) La molaridad de la hemoglobina. b) La masa molecular de la hemoglobina.
  • 24.
    Ejercicios ¿Qué presiónosmótica ejercerá una solución de urea (NH2CONH2) en agua al 1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g corresponde aproximadamente a 1 L de solución. ¿Qué concentración en g/L habría de tener una solución de anilina en agua, para que su presión osmótica a 18ºC sea de 750 mm Hg? (PM= 93.12)
  • 25.
    Propiedades Coligativas de loselectrolitos „ Un electrolito es una sustancia que disuelta en agua conduce la corriente electrica. (son electrolitos aquellas sustancias conocidas como ácidos, bases y sales). „ Para las disoluciones acuosas de electrolitos es necesario introducir en las ecuaciones, el factor i
  • 26.
    Ejemplo „ Estimar lospuntos de congelación de las disoluciones 0.20 molal de: a) KNO3 b) MgSO4 c) Cr(NO3)3 „ El punto de congelación del HF 0.20 m es -0.38ºC. ¿estará disociado o no?