Propiedades coligativas de las soluciones

Propiedades coligativas de las soluciones

Las propiedades coligativas son propiedades físicas que van a depender del número de partículas de soluto (sustancia que se disuelve un compuesto químico determinado) en una cantidad determinada de disolvente o solvente(sustancia en la cual se disuelve un soluto).

Propiedades Coligativas

La presión de vapor:

Esta propiedad esta reflejada en la Ley de Raoult, un científico francés, Francois Raoult quien enunció el siguiente principio: “La disminución de la presión del disolvente es proporcional a la fracción molar de soluto disuelto”.

Este principio ha sido demostrado mediante experimentos en los que se observa que las soluciones que contienen líquidos no volátiles o solutos sólidos, siempre tienen presiones más bajas que los solventes puros.

El cálculo de la presión se realiza mediante la fórmula que se muestra a la derecha.

Las soluciones que obedecen a esta relación exacta se conocen como soluciones ideales. Las presiones de vapor de muchas soluciones no se comportan idealmente.

Pasos para calcular la presión de vapor de una solución:

El planteamiento del problema puede ser el siguiente: Calcule la presión de vapor de una solución a 26°C que contiene 10 gr. de Urea disuelta en 200 gr. de agua. Masa molecular de la urea: 60 g/mol

Masa molecular del agua: 18 g/mol

Paso 1: Calcular el número de moles del soluto y del solvente.

Total moles soluto + solvente = 0,1666 + 11,111 = 11,276 mol

Paso 2: Fracción molar (Fn)

Paso 3: Aplicar la expresión matemática de la Ley de Raoult

Se busca en la tabla la presión del agua a 26ºC que corresponde a Po y se sustituye en la fórmula.

Temperatura (°C) Presión (mmHg) Temperatura (°C) Presión (mmHg)

0 4,6 21 18,5

5 6,3 22 19,7

8 8,0 23 20,9

9 8,6 24 22,2

10 9,2 25 23,4

11 9,8 26 25,0

12 10,5 27 26,5

13 11,2 28 28,1

14 11,9 29 29,8

15 12,7 30 31,5

16 13,5 31 33,4

17 14,4 32 35,4

18 15,4 33 37,4

19 16,3 34 39,6

20 17,4 100 760,0

Presión de vapor de agua a 28ºC = 25 mmHg

Punto de ebullición y de congelación:

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor se iguala a la presión aplicada en su superficie. Para los líquidos en recipientes abiertos, ésta es la presión atmosférica.La presencia de moléculas de un soluto no volátil en una solución ocasiona la elevación en el punto de ebullición de la solución. Esto debido a que las moléculas de soluto al retardar la evaporación de las moléculas del disolvente hacen disminuir la presión de vapor y en consecuencia la solución requiere de mayor temperatura para que su presión de vapor se eleve o iguale a la presión atmosférica. La temperatura de ebullición del agua pura es 100 ºC.

El agua pura hierve a 100°C y la presión del vapor es de 760 mm de Hg. Al preparar una solución de urea 1 molar, ésta solución no hierve a 100°C y la presión de vapor desciende por debajo de 760 mm de Hg. Para que la solución de urea hierva hay que aumentar la temperatura a 100,53°C y elevar la presión a 750 mm de Hg. El punto de ebullición de cualquier disolvente en una solución siempre es mayor que el punto de ebullición del disolvente puro.

Para calcular la variación del punto de ebullición se aplica la siguiente fórmula:

Cálculo del punto de ebullición:

Te: diferencia entre los puntos de ebullición de una solución y del disolvente puro.

Ke: constante molal de ebullición. Cuando el disolvente es agua el valor de la constante

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