2,7

PROPIEDADES

COLIGATIVAS

Propiedades fsicas de las

soluciones que dependen

principalmente del nmero

y no de la naturaleza de los

constituyentes.

DEFINICIN:

CLASIFICACIN

DESCENSO DE LA

PRESIN DE VAPOR

AUMENTO DE

LA

TEMPERATURA

DE EBULLICIN

DESCENSO DE LA

TEMPERATURA DE

CONGELACIN

PRESIN OSMTICA

A- DESCENSO O

DISMINUCIN DE LA

PRESIN DE VAPOR

De acuerdo a la ley de Raoult, la

presin de vapor, , de unsolvente sobre una solucin diluidaes igual a la presin de vapor,

,

del solvente puro multiplicado por

su fraccin molar, .

= (1)

=

Considerando que el soluto es no

voltil, la presin de vapor del

solvente es igual a la de la

disolucin, , y expresando la

relacin en funcin de la fraccin

de soluto, tenemos:

=( ) (2)

=

(3)

=

= =

+

(4)

En donde:

es el descenso de la presin

de vapor. : es la presin de vapor del

solvente puro.

: es la fraccin molar de soluto.

:

=

+

(5)

Para disoluciones muy diluidas:

=

(6)

B- AUMENTO DE LA

TEMPERATURA DE

EBULLICIN

El punto normal de ebullicin es la

temperatura a la cual la presin

de vapor del lquido es igual a la

presin externa de 760 mmHg.

Una disolucin tendr un punto de

ebullicin mayor que la del

solvente puro.

La elevacin del punto de

ebullicin estar dada por la

expresin (7):

=

= (7)

En donde : temperatura deebullicin de la disolucin

: temperatura de ebullicin delsolvente puro.

Partiendo de la ecuacin de

Clapeyron:

=

(8)

En donde: y son los volmenesmolares del vapor y del lquido,respectivamente; es el calor molarde vaporizacin.

=

(9)

Considerando que el volumen del

lquido es despreciable comparado

con el del lquido, la expresin 8 se

reduce a:

Y siendo =

, obtenemos:

=

(10)

Reordenando:

=

(11)

De la ecuacin (4),

= :

=

(12)

=

=

+

En donde es la constanteebulloscpica, cuyo valor depende

del valor del solvente con el cual se

est trabajando y sus unidades son .

= (13)

=

=

Otras expresiones equivalentes son las

siguientes:

=

= (14)

=

(15)

La expresin (15), se utiliza para

determinar pesos moleculares de

slidos desconocidos.

C- DISMINUCIN DE

LA TEMPERATURA DE

CONGELACIN

El punto normal de congelacin o

punto normal de fusin, es la

temperatura a la cual las fases

slida y lquida estn en equilibrio

a una presin de 1 atm. Una

disolucin tendr un punto de

congelacin menor que el del

solvente puro.

La disminucin del punto de

congelacin estar dada por la

expresin (16):

=

= (16)

En donde : temperatura decongelacin de la disolucin

: temperatura de congelacindel solvente puro.

= (17)

En donde es la constante

crioscpica, cuyo valor depende del

valor del solvente con el cual se est

trabajando y sus unidades son .

=

(18)

=

(19)

EJEMPLO:

Cuando se disuelven 542 mg de un

compuesto no electroltico, Z, en cierta

masa del disolvente A, el punto de

congelacin de A disminuye en 1.65

veces el descenso observado cuando

679 mg de urea, CO(NH2)2, se

disuelven en la misma masa de A.

Calcule el peso molecular de Z.

D-PRESIN OSMTICA

SMOSIS: Paso de molculas del

solvente a travs de una membrana

semipermeable

PRESIN OSMTICA ():Presin mecnica que debeaplicarse sobre la solucin paraimpedir la smosis del solventehacia la solucin a travs de unamembrana semipermeable.

Escriba aqu la ecuacin.

=

Medida de la presin osmtica:

(20)

De otra forma, se aplica la ecuacin

de vantHoff, quien concluy que hayuna analoga aparente entre las

disoluciones y los gases, y que la

presin osmtica en una disolucin

diluida es igual a la presin que el

soluto puede ejercer si fuera un gas

ocupando el mismo volumen.

En donde: : presin osmtica enatmsferas.

: volumen de la solucin en litros.

: nmero de moles de soluto.

: constante de los gases = 0.08205 atm-L/mol-K.

: temperatura absoluta.

= (21)

De otra forma:

= (22)

En donde:

: concentracin del soluto enmoles/litro.

La presin osmtica es tambin de

utilidad en el clculo de pesos

moleculares de polmeros:

=

+ + (23)

=

(24)

ELECCIN DE LA PROPIEDAD COLIGATIVA

Soluto no voltil,

Soluto estable a temperaturas de ebullicin

Solutos voltiles,

Fcil de realizar.

ELECCIN DE LA PROPIEDAD COLIGATIVA

Soluto de elevado peso molecular, tales como polmeros,

No presenta muchas desventajas.

a. Separar los componentes de

una solucin por destilacin

fraccionada.

b. Formular y crear mezclas

frigorficas y anticongelantes.

UTILIDADES DE LAS

PROPIEDADES COLIGATIVAS:

c. Determinar masas molares

de solutos desconocidos

d. Formular sueros fisiolgicos

para animales.

f. Formular soluciones de

nutrientes especiales para

regados de vegetales.