Propiedades coligativas

2. PROPIEDADES COLIGATIVAS

• Introducción

Experimentalmente se ha logrado establecer las propiedades físicas que poseen los líquidos como son la densidad, la propiedad de ebullir, congelar y evaporar, cada uno presenta valores característicos para cada propiedad en su estado puro.

Cuando se da origen a una solución gracias a la presencia de una cantidad dada de soluto y de solvente, la presencia del soluto produce una modificación de las propiedades del solvente en relación con las propiedades del estado normal del mismo; estas se conocen como propiedades de una solución las cuales se dividen en dos pero en el presente trabajo sólo se tratarán las Propiedades Coligativas.

• Definición:

Las propiedades coligativas son aquellas propiedades que dependen del número de partículas como átomos, moléculas o iones de soluto disueltas en una cantidad de solvente, pero cabe aclarar que no dependen de la naturaleza de las partículas sólo de su concentración. Las propiedades a examinar son:

o Descenso de la Presión de Vapor

o Aumento del Punto de Ebullición

o Disminución del Punto de Congelación

o Presión Osmótica

En cada propiedad hay que tener claro si son solutos electrolitos o No electrolitos, y algunas definiciones que serán de ayuda para entender claro el tema, estos conceptos serán explicados previamente antes de cada propiedad.

▪ No Electrolitos

▷ DESCENSO DE LA PRESIÓN DE VAPOR

• Conceptos previos

Presión de vapor: Es la presión ejercida por un vapor puro sobre su fase líquida cuando ambos se encuentran en equilibrio dinámico, las moléculas de la fase gaseosa chocan contra la fase líquida, con la velocidad que abandonan la superficie del líquido regresan a la superficie del mismo. La presión de vapor depende de la temperatura y de la naturaleza del líquido puesto que a medida que aumenta la temperatura las moléculas del líquido escapan más rápido hacia la fase gaseosa, rompiendo las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas, entonces se puede decir que su presión será elevada por lo cual se evapora más rápidamente, a esta característica se le conoce como volatilidad, mientras más volátil sea un líquido mayor es la evaporación del líquido y mayor la presión de vapor.

Los solutos pueden ser de dos clases de naturaleza:

Electrolitos: Se disocian en solución y conducen electricidad, compuestos formados por iones

No Electrolitos: No se disocian, formados por moléculas, a su vez pueden ser volátiles o no volátiles. Soluto Volátil: Un soluto es volátil cuando su presión de vapor es mayor que la presión de vapor del solvente donde se encuentra disuelto.

Soluto no Volátil: Presión de vapor menor que la presión de vapor del solvente donde se encuentra.

“Para ambos casos la presión del solvente camba con respecto a la presión de vapor en su estado puro”.

• Descenso de la Presión de Vapor para Solutos No Volátiles:

Si el soluto que se agrega es no volátil habrá un descenso de la presión de vapor, esto se puede explicar como la reducción de la capacidad de las moléculas del solvente de pasar de la fase líquida a la fase de vapor, generado por las nuevas fuerzas intermoleculares producidas al agregar el soluto no volátil.

El grado en el que un soluto no volátil disminuye la presión de vapor del solvente respecto a su presión de vapor normal es proporcional a la concentración total de partículas de soluto, esto quiere decir que mientras mayor sea la concentración de la solución mayor es la disminución de la presión de vapor.

Gracias a la Ley de Raoult que postuló " A temperatura constante el descenso de la Presión de Vapor es proporcional a la concentración de soluto presente en la solución" se puede concluir las siguientes expresiones matemáticas que permiten describir y calcular el proceso:

Donde:

PA= Presión de vapor de Solución

PₒA= Presión de vapor solvente puro

XA=fracción molar del solvente

XB=Fracción molar del soluto

Varacion de la presión de vapor

Entonces el descenso de la presión de vapor depende de la presión del vapor del solvente y la fracción molar del soluto.

• Descenso de la Presión de Vapor para solutos volátiles: En una mezcla ideal de dos componentes semejantes en propiedades, la presión de vapor de la solución es más rico en el componente más volátil, en donde la presión de vapor de la solución es independiente de la presión de vapor de cada componente.

• SOLUCIONES IDEALES LEY DE RAOULT donde

Y para

Grafica tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Raoult

Presión de vapor total (en negro) con dos gases de acuerdo a la suma de las presiones parciales de los mismos y su concentración molar en la mezcla (verde)

▷ Aumento del punto de ebullición

• Definición:

Punto de Ebullición: Es la temperatura a la cual la presión de vapor iguala a la presión atmosférica. Los líquidos pueden hervir a cualquier temperatura siempre y cuando la presión externa que se ejerce sobre éste sea igual a la presión de vapor correspondiente a dicha temperatura. Entonces el punto de ebullición depende la presión externa a la cual esta sometido el líquido.

Entonces se puede inferir que cuando la presión externa es baja se necesita menos energía

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