1) Este documento trata sobre las propiedades coligativas de las disoluciones. Las propiedades coligativas, como la presión de vapor, el punto de congelación y ebullición, y la presión osmótica dependen de la cantidad de partículas disueltas y no de su naturaleza. 2) Explica la Ley de Raoult, que establece que la disminución de la presión de vapor de una disolución depende de la fracción molar del soluto. También cubre las desviaciones a esta ley y la

1. Tema 5: PROPIEDADES COLIGATIVAS
1. Concepto de propiedad coligativa
Al disolver un soluto en un líquido, las propiedades de la disolución
son distintas a las del disolvente. La variación producida en dichas
propiedades dependen algunas de la naturaleza y otras de la cantidad
de soluto añadido.
1 mol A
H2O
1 mol B
H2O
1 mol C
H2O
Propiedades diferentes: densidad, índice de refracción, viscosidad…
Dependen de la naturaleza del soluto C
B
A
O
H d
d
d
d 


2
Propiedades parecidas: Presión de vapor, punto de ebullición, de
congelación y presión osmótica
Dependen de la cantidad del soluto
C
B
A
O
H P
P
P
P 


2

2. Propiedades coligativas: son aquellas propiedades que dependen del
número de partículas (moléculas, átomos o iones) de soluto disueltas
en una cantidad dada de disolvente.
Son:
NOTA: En este tema veremos las propiedades coligativas
correspondientes a no electrolitos.
Electrolito: sustancia que en disolución acuosa se disocia en sus
iones. Son los ácidos, bases y sales.
IMPORTANTE: A la hora de determinar alguna propiedad coligativa,
lo primero que hay que hacer es identificar el tipo de sustancia.
la presión de vapor
el punto de congelación
el punto de ebullición
la presión osmótica.

3. 2. Presión de vapor de las disoluciones. Ley de
Raoult
Al disolver un soluto en un disolvente disminuye la presión de vapor
de la disolución respecto a la del disolvente puro.
Esta variación viene dada por la Ley de Raoult: la disminución
relativa de la presión de vapor de un líquido volátil al disolver en él
un soluto no electrolito, no volátil es igual a la fracción molar del
soluto.
d
X
P
P 0

d
s x
x
P
P
P




1
0
0
Siendo: P = Presión de vapor del disolvente en la disolución.
Presión de la disolución.
P0 = Presión de vapor del disolvente puro.
Xd = Fracción molar del disolvente

4. Por qué disminuye la presión de vapor de la disolución respecto a la
del disolvente puro?
La presión de vapor mide la tendencia en pasar al estado vapor las
moléculas del líquido.
Las moléculas del soluto sustituyen a la del
disolvente en el seno y superficie del líquido
con lo cual al tendencia a escapar las
moléculas del disolvente disminuye.
Presión de vapor disminuye
La ley de Raoult se cumple siempre y cuando las fuerzas de
interacción entre soluto y disolvente sean iguales.
D
S
D
D
S
S F
F
F 

 

Se dice que es una Disolución ideal

5. Desviaciones de la Ley de Raoult
Dos tipos:
a) Desviación positiva: La presión de
vapor de la disolución es mayor que la
obtenida mediante la ley de Raoult
Raoult
de
Ley
v
disolución
v P
P 
b) Desviación negativa: La presión de
vapor de la disolución es menor que la
obtenida mediante la ley de Raoult
Raoult
de
Ley
v
disolución
v P
P 
Las moléculas del disolvente tienden a escapar
más fácilmente, es decir,
D
S
D
D
S
S F
F
y
F 

 
La tendencia a pasar al estado vapor es menor,
es decir, D
S
D
D
S
S F
F
y
F 

 

6. Cuando existe una desviación de la Ley de Raoult, tenemos que
multiplicar la expresión por el coeficiente de actividad (g).
El coeficiente de actividad (g) indica el comportamiento de la
disolución: Si g = 1
g > 1
g < 1
d
X
P
P 0
g

d
X
P
P 0
 Disolución ideal
Raoult
de
Ley
v
disolución
v P
P 
Desviación
positiva
Raoult
de
Ley
v
disolución
v P
P 
Desviación
negativa
Si los dos componentes (A y B) de la disolución son volátiles y se
cumple la Ley de Raoult (comportamiento ideal), se puede definir
para cada componente:
Disoluciones
no ideales
A
A
A X
P
P 0
 B
B
B X
P
P 0


7. De forma general, la ley de Raoult: liq
i
i i
X
P
P 0

COMPORTAMIENTO
DISOLUCIÓN IDEAL NO IDEAL
soluto no volátil
disolvente volátil
Sólido en líquido
(azúcar y agua)
soluto volátil
disolvente volátil
Líquido en líquido
(etanol en agua)
d
X
P
P 0

A
A
A
A X
P
P 0
g

A
A
A X
P
P 0

B
B
B X
P
P 0
 B
B
B
B X
P
P 0
g

Siendo: Pi = Presión de vapor del componente volátil en la
disolución.
P0 = Presión de vapor del componente volátil puro.
Xi = Fracción molar del componente volátil.

8. Disoluciones diluidas ideales. Ley de Henry
Experimentalmente:
Muchas disoluciones se desvían bastante del modelo de disolución ideal.
El disolvente cumple cada vez más con la ley de Raoult a medida que Xi→1,
que tiende a la pureza. La ley de Raoult es una buena aproximación
para el disolvente siempre y cuando la disolución
sea diluida
¿Qué pasa con el soluto, el
componente presente en baja
concentración, Xi→0?
0
i
L
i
i P
x
P 
L
i
i
i x
k
P 
Comportamiento
experimental
liq
i
X
P
0
i
P
i
k
Xi como soluto Xi como disolvente
En disol. ideal: El soluto
obedece la ley de Raoult
En disol. real: Aunque la
presión de vapor del soluto es
proporcional a su fracción molar,
la pendiente es proporcional a
una cte.
disoluciones diluidas ideales

9. 3. Punto de congelación de las disoluciones
Al disolver un soluto en un disolvente disminuye el punto de
congelación de la disolución respecto a la del disolvente puro.
Disolvente
puro
Disolución
Esto es consecuencia del descenso de la presión
de vapor de la disolución. Véase el diagrama de
equilibrio de fases.
Cuantitativamente, el descenso en el punto
de congelación viene determinado por la
expresión:
c
m
T 


T: variación en el punto de
congelación.
m: molalidad
c: constante molal crioscópica
Esta propiedad se utiliza para
evitar la solidificación del agua de
refrigeración en los motores de
combustión. Son los anticongelantes
(etilenglicol, glicerina…)

10. 4. Punto de ebullición de las disoluciones
Al disolver un soluto en un disolvente aumenta el punto de ebullición
de la disolución respecto a la del disolvente puro.
Esto es consecuencia del descenso de la presión
de vapor de la disolución. Véase el diagrama de
equilibrio de fases.
Cuantitativamente, el aumento en el punto
de ebullición viene determinado por la
expresión:
e
m
T 


T: variación en el punto de
ebullición.
m: molalidad
c: constante molal ebulloscópica
Disolvente
puro
Disolución
Las c y e se pueden calcular a
partir del calor latente de fusión (lf) y
vaporización (lv) respectivamente:
f
c
l
RT
1000
2


v
e
l
RT
1000
2



11. 5. Presión osmótica de las disoluciones
Al poner en contacto un disolvente con una disolución, con el tiempo
el sólido se ha repartido por todo el líquido: Disolución única.
Si ponemos una membrana semipermeable: membrana que deja pasar
únicamente las moléculas del disolvente.
Disolución Disolvente Disolución única
Disolvente
Disolución P
P 


Fenómeno de ósmosis: debido a la diferente
concentración de las disoluciones en
contacto a través de la membrana
semipermeble. Tiende a igualar las
concentraciones de ambas disoluciones
alcanzando un equilibrio dinámico.

nRT
V 


12. 6. Determinación del peso molecular a partir
de las propiedades coligativas.
a) A partir de la presión de vapor
s
M
s
d
M
d
d
M
d
d
P
a
P
a
P
a
P
X
P
P


 0
0
masa de disolvente (gr)
masa de soluto (gr)
Peso molecular del disolvente
Peso molecular del soluto
d
a
d
M
P
s
a
s
M
P
d
M
d
s
M
s
d
M
d
P
a
P
P
a
P
a
P 0








 
P
P
a
P
Pa
P
d
d
M
s
s
M

 0

13. b) A partir del descenso en el punto de congelación:
Técnica crioscópica.
c) A partir del aumento en el punto de ebullición:
Técnica ebulloscópica.
c
d
s
m
s
c
a
P
a
m
T 




 3
10
c
d
s
s
m
a
T
a
P 



1000
e
d
s
m
s
e
a
P
a
m
T 




 3
10
e
d
s
s
m
a
T
a
P 



1000
d) A partir de la presión osmótica.
RT
P
a
nRT
V s
m
s


 RT
V
a
P s
s
m



14. 7. Disoluciones líquido-líquido. Mezclas
azeotrópicas.
Supongamos un sistema formado por dos componentes líquidos
volátiles (A y B) en equilibrio con su vapor. Si tiene un
comportamiento ideal podemos escribir:
líquido
A
A
A X
P
P 0
 líquido
B
B
B X
P
P 0

)
1
(
0
0
0
0 líquido
A
B
líquido
A
A
líquido
B
B
líquido
A
A
B
A
total X
P
X
P
X
P
X
P
P
P
P 






En el líquido (Ley de Raoult):
En el vapor (Ley de Dalton): vapor
A
T
A X
P
P  vapor
B
T
B X
P
P 
)
( 0
0
0
B
A
líquido
A
B
total P
P
X
P
P 


PT
PB
PA
Según la regla de las fases:
Nº fases + grados de libertad = nº componentes + 2
2 + x = 2 + 2
X = 2 grados de libertad
Temperatura
Presión
Composición
0 1
0
1
XA
XB
Comportamiento
ideal

15. Además, si el vapor se encuentra en equilibrio con el líquido:
vapor
A
líquido
A P
P  vapor
A
T
líquido
A
A X
P
X
P 
0
T
líquido
A
A
vapor
A
P
X
P
X
0

Desviación
positiva
Desviación
negativa
Si tiene un comportamiento no ideal: Disoluciones no ideales
Raoult
Ley
v
disolución
v P
P 
Raoult
de
Ley
v
disolución
v P
P 
A
A
A X
P
P 0
g
 B
B
B X
P
P 0
g

En ambos casos:

16. Destilación
Método de separación de los distintos componentes de una
disolución. Se basa en aprovechar las distintas presiones de vapor de
sus componentes a cierta temperatura para separarlos.
Si se separa un disolvente volátil de
un soluto no volatil, o bien, varios
componentes volátiles si la
diferencia de Tª entre los puntos de
ebullición de los componentes es
mayor de 60ºC: Destilación simple.
Proceso de una sola etapa, es decir,
que se evapora el líquido de punto de
ebullición más bajo (mayor presión
de vapor) y se condensa por medio
de un refrigerante.

17. Al ir avanzando a lo largo de la columna, la composición del vapor es más
concentrada en el componente más volátil y la concentración del líquido
que condensa es más rica en el componente menos volátil.
Este tipo de destilación es mucho más eficiente que una destilación simple
ya que mientras más etapas involucre, mejor separación se obtiene de los
componentes.
Si se separan dos o más compuestos
volátiles de una disolución, si la diferencia
de Tª de los puntos de ebullición de los
componentes es menor de 60ºC:
Destilación fraccionada.
Proceso en multi-etapas por medio de
una columna de destilación en la cual,
se llevan a cabo continuamente
numerosas evaporaciones y
condensaciones.

18. Curva de condensación o Curva del vapor: variación de la composición del vapor
originado a la temperatura de ebullición del líquido a presión constante.
Diagrama Presión-Composición a
T=Cte
Diagrama Temperatura-
Composición a P=Cte
vapor
líquido
Curva de ebullición o Curva del Líquido: variación de los puntos de ebullición de la
disolución con la composición del líquido a presión constante.
Diagramas de equilibrio de fases líquido-vapor de dos
componentes volátiles
0 1
0
1
XB
XA

19. vapor
líquido
¿Cómo es el proceso de destilación?
Diagrama Temperatura-
Composición a P=Cte
F
Supongamos una disolución con una
composición F.
Al calentar, empieza a hervir o ebullir la
disolución y estamos en la línea del
líquido (punto F). El vapor en equilibrio
corresponde a la composición del punto
G (línea del vapor).
Este vapor condensa (composición J) y
el vapor en equilibrio corresponde a la
composición M y así sucesivamente.
Conclusión:
Como destilado se obtiene el componente más volátil (A), es decir,
con menor punto de ebullición y como residuo el componente
menos volátil (B), es decir, con mayor punto de ebullición.

20. ¿Cómo es el proceso de destilación en una disolución
no ideal?
Azeótropo
Desviación positiva
Azeótropo
Las líneas del líquido y del
vapor se cortan en un punto
intermedio a una
composición definida. Este es
el punto conocido como
azeótropo.
Mezcla o punto Azeotrópico: líquido de composición definida que
hierve a una temperatura constante.
En este punto la composición del líquido y del vapor es la misma.

21. Región I
Región II
Azeótropo
T ºC
Composición
A B
T0
B
T0
A
vapor
líquido
Region I Region II
F
G
H
I
A
R
S T
V
Destilación de una disolución con desviación positiva
Destilado: Azeótropo
Residuo: Componente A
Destilado: Azeótropo
Residuo: Componente B
Como destilado se obtiene siempre la mezcla azeotrópica. No se
pueden obtener los dos componentes por separado.

22. Región I
Región II
Destilación de una disolución con desviación negativa
Destilado: Componente A
Residuo: Azeótropo
Como destilado se obtiene un componente u otro dependiendo de
la composición inicial de la disolución.
Destilado: Componente B
Residuo: Azeótropo
Azeótropo
T ºC
Composición
A B
T0
B
T0
A
vapor
líquido
Region I Region II
F
G
H
I
A
R
S
T
V

23. 8. Diagrama de equilibrio de fases líquido-sólido.
Mezclas eutécticas.
Eutéctico
T ºC
Gr ClNH4 por 100 gr de agua
A B
T0
B
T0
A
I
III
II
IV
Curva de congelación
del agua
Curva de solubilidad
del ClNH4
Son aquellas mezclas que presentan un soluto muy soluble a
muy baja temperatura. Por ejemplo: disolución acuosa de
ClNH4 Cuatro regiones:
I: Disolución ClNH4
II: Hielo + Disolución
concentrada
III: ClNH4 + Disolución
diluida
IV: Eutéctico:
Mezcla de composición
fija en la cual solidifica
el sólido a una Tª
determinada.