Propiedades coligativas

Propiedades coligativas

Las propiedades coligativas (del latín colligatus, que significa unidos) son un grupo de propiedades interrelacionadas de las disoluciones, estas son:

1. Disminución de la presión de vapor

2. Disminución de la temperatura de congelación

3. Aumento de la temperatura de ebullición

4. Presión osmótica

Todas estas propiedades tienen una característica común, no dependen de la naturaleza del soluto presente, si no del número de moléculas en relación con el número total de moléculas presentes, es decir dependen de la concentración del soluto.

Disminución de la presión de vapor

Pro simplicidad consideremos la disolución de un soluto no volátil en un disolvente, con el término no volátil nos referimos a que la contribución del soluto a la presión de vapor de la disolución es despreciable, la presión de vapor de la disolución P es por lo tanto debida a la presencia del disolvente, y posteriormente examinamos el equilibrio entre la solución y el vapor, en la cual la presión de vapor es p°, la presión del líquido puro, si un material no volátil se disuelve en el líquido, se observa que la presión de equilibrio p sobre la solución es menor que sobre el líquido puro, una gráfica esquemática de la presión de vapor del disolvente en función de la fracción mol de soluto en la solución x , disminuye p, la línea discontinua representa el comportamiento de una solución diluida ideal, la solución ideal se define como aquella que obedece a la ley de Raoult que establece que la presión de vapor del disolvente sobre una solución es igual a la presión de vapor del disolvente pero multiplicada por la fracción mol del disolvente en la solución.

A partir de la ecuación anterior podemos calcular la disminución de la presión de vapor.

Disminución de la temperatura de congelación

Consideremos una solución que está en equilibrio con el disolvente sólido puro. La condición de equilibrio exige que:

Si la solución es ideal

Como ° es el potencial químico del líquido puro, °(T,p) - sólido (T,p) = Gfus, donde Gfus es la energía de Gibbs molar de fusión del disolvente puro a la temperatura T, la ecuación se transforma en:

Para saber cómo depende T de x, hallamos y aplicamos la ecuación de Gibbs-Helmholtz, obteniendo:

El límite inferior corresponde al disolvente puro con un punto de congelación To. El límite superior x corresponde a una solución con una temperatura de congelación T. La primera integral puede calcularse de inmediato, la segunda integración es posible si se conoce Hfus en función de la temperatura, entonces la ecuación se transforma en:

Que relaciona la temperatura de congelación de una solución ideal con la de congelación del disolvente puro To, e calor de fusión del disolvente y la fracción mol del disolvente en la solución x.

Para soluciones muy diluidas la T de congelación se aproxima a la temperatura de congelación del disolvente puro To.

Esta es una relación entre la disminución de la temperatura de congelación y la concentración molal del soluto en una solución ideal diluida y se emplea para determinar la masa molar del soluto disuelto.

Aumento de la temperatura de ebullición

De la misma forma que para la disminución del punto de congelación se realizan las mismas consideraciones para obtener la ecuaciones del aumento en la temperatura de ebullición.

Considérese

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