Propiedades Coligativas Son aquellas propiedades que dependen directamente
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Propiedades Coligativas • Son aquellas propiedades que dependen directamente del numero de partículas de soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas de soluto.
Descenso en la presión de vapor. Aumento del punto de ebullición. Clasificación Disminución del punto de congelación. Presión Osmótica.
Importancia 1 - Separar los componentes de una solución por un método llamado Destilación Fraccionada. 2 - Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes. 3 - Determinar masas molares de solutos desconocidos. 4 - Formular soluciones fisiológicas.
Fracción Molar (X) Soluto (A) + Solvente (B) = Solución • La cantidad de soluto y solvente debe estar en moles (n). Fracción Molar de A: XA = n. A + n. B Fracción Molar de B: XA + XB = 1 XB = n. B + n. A
Ejemplo 1 - Se prepara una solución mezclando 23 g de etanol (C 2 H 5 OH), con 90 g de agua (H 2 O). Determina la fracción molar de los componentes de la solución. Pasos : a) Calcular M. M (C 2 H 5 OH) y (H 2 O). b) Calcular moles de ambas sustancias c) Calcular Fracción molar de etanol y agua
I- Descenso en la Presión de Vapor • Una propiedad característica de los líquidos es su tendencia a evaporarse. • Este proceso fue estudiado por Químico Frances Raoult.
“ A una determinada temperatura, la presión de vapor de una solución corresponde al producto entre la presión de vapor del solvente puro y la fracción molar del solvente”.
• Ley de Raoult : A) Soluto No Volátil: Este principio queda establecido matemáticamente por las siguientes ecuaciones: a) PA = XA PºA b) ∆ PV = PºA - PA c) ∆ PV = PºA XB d) PºA - PA = PºA XB
B) Soluto Volátil: Si consideramos una solución ideal formada por dos componentes (A, B) en que A y B son volátiles. - Las presiones parciales de los vapores de A y B sobre la solución están dadas por la Ley de Raoult. PA=XA PºA P TOTAL PTOTAL= PB = XB PºB = PA XA PºA + + PB XB PºB
1 - Consideremos una solución formada por 1 mol de Benceno y 2 moles de Tolueno. El Benceno presenta una presión de vapor (P°) de 75 mm. Hg y el Tolueno una de 22 mm. Hg a 20°C. Como se ve el benceno es el más volátil debido a que tiene una presión de vapor puro (P°) mayor que la del tolueno. 1) Calculemos la fracción molar de Benceno y Tolueno: 2) Calculemos la presión de parcial de cada componente y la presión de vapor de la solución
2 - La presión de vapor sobre el agua pura a 120°C es 1480 mm. Hg. 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 mm. Hg? Paso 1: Ordenar los datos. Soluto etilenglicol : no hay datos Solvente agua : PºA = 1480 mm. Hg Solución : PA = 760 mm. Hg Pregunta Concreta : determinar la fracción molar de etilenglicol (XB) en una solución cuya presión de vapor es 760 mm. Hg. Paso 3: Aplicamos la Ley de Raoult PºA - PA = PºA XB
• 3 - Calcular la reducción en 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 mm. Hg. Paso 1: Ordenar los datos. Soluto sacarosa : masa = 100 g masa molar = 342 g/mol Solvente agua : PºA = 23, 69 mm. Hg masa = 1000 g masa molar = 18 g/mol Solución : no hay datos. Determinar la disminución de la presión de vapor ( PV) al adicionar 100 g de sacarosa a 1000 g de agua.
Paso 3: • PV Aplicamos la Ley de Raoult = PºA XB
II- Aumento del punto de ebullición • La presión de vapor de un líquido aumenta al aumentar la temperatura un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala a la presión externa o atmosférica que se ejerce sobre su superficie. • Este fenómeno queda establecido por las siguientes ecuaciones: • Teb = Teb Tºeb • Teb = Keb m
1 - Calcular el punto de ebullición de una solución de 100 g de anticongelante etilenglicol (C 2 H 6 O 2) en 900 g de agua (Keb = 0, 52 °C/m). Ordenar los datos. - Soluto etilenglicol: masa =100 g masa molar=62 g/mol (derivada de la formula C 2 H 6 O 2) - Solvente agua : masa=900 g masa molar = 18 g/mol • Keb = 0, 52 °C/m • Tºeb = 100 °C - Solución : no hay datos
• Paso 2: Pregunta concreta determinar el punto de ebullición de la solución (Teb) • Paso 3: Aplicamos las ecuaciones: Teb = Teb Tºeb Teb = Keb m
• 2 - 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). Paso 1: Ordenar los datos. Soluto sacarosa : no hay datos Solvente agua : Keb = 0, 52 °C/m Teb = 100 °C Solución : Teb = 1, 3 °C Paso 2: Pregunta concreta determinar la molalidad de la sacarosa. Paso 3: Aplicamos las ecuaciones. Teb = Teb Tºeb Teb = Keb m Ecuación 2 Para poder obtener la molalidad basta con aplicar la ecuación 2.
3 - 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. Paso 1: Ordenar los datos. Soluto resorcina Solvente agua masa molar Keb = Tºeb = Solución : Teb : masa = 18 g/mol 0, 52 °C/m 100, 00 °C = 100, 14 °C = = 0, 572 g 19, 31 g Paso 2: Pregunta concreta determinar la masa molar de resorcina Paso 3: Aplicamos las ecuaciones Teb = Teb Tºeb Ecuación 1 Teb = Keb m Ecuación 2 Paso 4: Cálculo de la molalidad
III- Descenso del punto de congelación • El PUNTO DE CONGELACIÓN de un líquido corresponde a la temperatura en la cual las moléculas de un compuesto (como por ejemplo el agua) pasan del estado líquido al estado sólido. • La diferencia entre los puntos de congelación del solvente puro y la solución se designa por Tc y se conoce con el nombre de DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACIÓN o DESCENSO CRIOSCÓPICO. • Se ha podido demostrar que el descenso del punto de congelación es proporcional a la concentración molal del soluto.
Tc = T°c-Tc Tc = Kc m 1 - Calcular el punto de congelación de una solución de 100 g de anticongelante etilenglicol (C 2 H 6 O 2), en 900 g de agua (Kc = 1, 86 °C/molal) Paso 1: Ordenar los datos. - Soluto etilenglicol : masa = - masa molar = 62 g/mol - Solvente agua : masa = Tºc = 0 °C Kc = 1, 86 °C/molal - Solución : sin datos 100 g 900 g
Paso 2: Pregunta concreta Calcular el punto de congelación de una solución de etilenglicol. Paso 3: Aplicamos ecuaciones: Tc = T°c Tc Ecuación 1 Tc = Kc m Ecuación 2 Paso 4: Para poder utilizar ecuación 2 necesitamos la molalidad de la solución
• Paso 5: Aplicar ecuación 2 • Paso 6: Aplicar ecuación 1
• 2 - Una disolución acuosa contiene el aminoácido glicina (NH 2 COOH). Suponiendo que este aminoácido no ioniza, calcule la molalidad de la disolución si se congela a -1, 1 °C. (agua: constante crioscópica 1, 86 °C/molal; punto de congelación 0 °C) Paso 1: Ordenar los datos. Soluto glicina : Solvente agua : T°c Solución : Tc no hay datos Kc = 1, 86 °C/m = 0 °C = -1, 1 °C
• Paso 2: Pregunta concreta determinar la molalidad de la solución. • Paso 3: Aplicamos las ecuaciones Tc = T°c Tc Ecuación 1 Tc = Kc m Ecuación 2
IV- Presión Osmótica • Presión Osmótica ( ) y es la presión requerida para detener la osmosis; esta presión depende de la temperatura y de la concentración de la solución. =n R T V = V R n T =M R T Presión Osmótica (atm) = Volumen de la solución (L) = Constante de los gases ideales (0, 082 L atm/ °K mol) = Número de moles de soluto = Temperatura (°K)
1 - La presión osmótica promedio de la sangre es 7, 7 atm a 25 °C. ¿Qué concentración de glucosa, C 6 H 12 C 6 será isotónica con la sangre?
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