PROPIEDAD COLIGATIVAEn qumica se llaman propiedades coligativas
a aquellas propiedades de una disolucin que dependen nicamente de
la concentracin. Generalmente expresada como concentracin
equivalente, es decir, de la cantidad de partculas de soluto por
partculas totales, y no de la composicin qumica del soluto.Estn
estrechamente relacionadas con la presin de vapor, que es la presin
que ejerce la fase de vapor sobre la fase lquida, cuando el lquido
se encuentra en un recipiente cerrado. La presin de vapor depende
del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor
temperatura, mayor presin de vapor). Se mide cuando el sistema
llega al equilibrio dinmico.DESCENSO A DISOLUCINLos lquidos no
voltiles presentan una gran interaccin entre soluto y solvente, por
lo tanto su presin de vapor es pequea, mientras que los lquidos
voltiles tienen interacciones moleculares ms dbiles, lo que aumenta
la presin de vapor. Si el soluto que se agrega es no voltil, se
producir un descenso de la presin de vapor, ya que este reduce la
capacidad del disolvente a pasar de la fase lquida a la fase vapor.
El grado en que un soluto no voltil disminuye la presin de vapor es
proporcional a su concentracin.Este efecto es el resultado de dos
factores:1. La disminucin del nmero de molculas del disolvente en
lasuperficie libre.2. La aparicin defuerzas atractivasentre las
molculas del soluto y las molculas del disolvente, dificultando su
paso a vapor.DESCENSO CRIOSCPICOEl soluto obstaculiza laformacin de
cristalesslidos, por ejemplo el lquido anticongelante de los que
hacen descender supunto de congelacin.T= Kf m mes lamolalidad. Se
expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg).
Tes eldescenso del punto de congelaciny es igual aTf- TdondeTes el
punto de congelacin de la solucin yTfes el punto de congelacin del
disolvente puro. Kfes una constante de congelacin del disolvente.
Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86C.kg/mol.APLICACINPara
enfriar algo rpidamente se hace una mezcla de hielo con sal o, si
tiene precaucin, alcohol. El punto de congelacin bajar y el hielo
se derretir rpidamente. Pese a aparentar haberse perdido el fro, la
mezcla formada estar en realidad a unos cuantos grados bajo cero y
ser mucho ms efectiva para enfriar que los cubos de hielo slidos. A
pesar de que el hielo tiene una conductividad trmica cuatro veces
mayor que el agua liquida, sta contacta mejor el cuerpo a enfriar,
por lo que la superficie para la transferencia de calor ser mayor,
lo que tambin contribuye al mejor enfriamiento. Es una consecuencia
del descenso de la presin de vapor.
El agua se congela a partir de los 0 C, mientras que una solucin
formada por agua y sal se congelar a menor temperatura (de ah que
se utilice sal para fundir nieve o hielo con mayor
facilidad)APLICACIN DEL FRO EN LA CONGELACIN DE ALIMENTOSLa
congelacin es la aplicacin ms drstica del fro Temperatura del
alimento < punto de congelacin Temperaturas de conservacin ms o
menos -20C Disminuye la actividad del agua (forma de hielo) No hay
desarrollo microbiano, pero no destruye todas las bacterias Limita
la accin de la mayora de las reacciones qumicas y enzimticas
Aumento de la vida til de los alimentos Se mantienen las
caractersticas organolpticas y valor nutritivo si el proceso de
congelacin y almacenamiento son los adecuadosLa Congelacin es el
mejor mtodo para conservacin a largo plazoLa Congelacin y
almacenamiento realizados correctamente permiten la no variacin de
propiedades organolpticas y nutritivas y una vida til
elevada.AUMENTO EBULLOSCPICOAl agregar molculas oionesa un
disolvente puro, la temperatura en el que ste entra enebullicines
ms alto. Por ejemplo, el agua pura a presin atmosfrica ebulle a
100C, pero si se disuelve algo en ella elpunto de ebullicinsube
algunos grados centgrados.Tb= Kb m mes lamolalidad. Se expresa en
moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg). Tbes el
aumento del punto de ebullicin y es igual aT - TbdondeTes el punto
de ebullicin de la solucin yTbel del disolvente puro. Kbes una
constante de ebullicin del disolvente. Su valor cuando el solvente
es agua es 0,512C kg/mol.APLICACINCuando una sal se disuelve lo
hace disocindose. Por ejemplo, un mol de NaCl se disociar en un mol
de Na+ y un mol de Cl-, con un total de dos moles en disolucin, por
eso una disolucin de agua con electrolitos, como NaCl en agua,
requiere ms temperatura para hervir y no obedece la ley de Raoult.
Se debe aplicar a dicha ley un factor de correccin conocido como el
Factor de van't Hoff.
El punto de ebullicin es la temperatura a la cual la presin de
vapor de un solvente o solucin iguala la presin externa y se
observa las molculas de lquido transformarse en gas. Por ejemplo, a
presin externa de 1 atm, el agua hierve (tiene un punto de
evaporacin) a 100 C, si se modifica la presin externa se podra
requerir ms o menos temperatura para hervir el agua.Una disolucin
entre un soluto y un solvente, como glucosa y agua, obedece la Ley
de Raoult modificando el Tb, pues modifica los valores de
molalidadPRESIN OSMTICALasmosises la tendencia que tienen los
solventes a ir desde zonas de menor concentracin hacia zonas de
mayor concentracin de soluto. El efecto puede pensarse como una
tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontneo de
solvente desde una solucin ms diluida (menos concentrada) hacia una
solucin menos diluida (ms concentrada), cuando se hallan separadas
por una membrana semipermeable. La presin osmtica () se define como
la presin requerida para evitar el paso de solvente a travs de una
membrana semipermeable, y cumple con la expresin:(tambin: ) nes el
nmero de moles de partculas en la solucin. Res laconstante
universal de los gases, dondeR= 8.314472 J K-1 mol-1. Tes
latemperaturaenKelvin.Teniendo en cuenta que n/V representa la
molaridad (M) de la solucin obtenemos:
Al igual que en laley de los gases ideales, la presin osmtica no
depende de la carga de las partculas.Observacin: Se utiliza la
unidad demolaridad(M) para expresar la concentracin ya que el
fenmeno de smosis ocurre a temperatura constante (de esto se deduce
que las unidades de concentracin para el ascenso ebulloscpico y el
descenso crioscpico estn dadas en molalidad (m), ya que este tipo
de expresin no vara con la temperatura).APLICACINEl experimento ms
tpico para observar el fenmeno de smosis es el siguiente: Se
colocan dos soluciones con distinta concentracin (por ejemplo, una
consta de agua con sal comn oazcary la otra de agua sola). Ambas
soluciones se ponen en contacto a travs de una
membranasemipermeableque permite el movimiento del agua a travs de
ella, es decir, que permite que el solvente pase y las partculas
no. El papelcelofnsuele funcionar, pero debe ser verdadero papel
celofn y no sus sustitutos. Al cabo de un tiempo se podr observar
que el solvente ha pasado de la solucin diluida hacia la solucin
concentrada y los niveles de lquido han cambiado.Las membranas
celulares son semipermeables, la observacin almicroscopiode clulas
que previamente han estado sumergidas en soluciones de sal comn o
azcar, permite constatar el efecto de la entrada de agua
(turgencia) o la prdida de agua (plasmlisis) en funcin de que el
medio exterior seahipertnicoohipotnicorespecto al medio interno
celular.DESCENSO RELATIVO DE LA PRESIN DE VAPORLa presin de vapor
de un disolvente desciende cuando se le aade un soluto no voltil.
Este efecto es el resultado de dos factores:1. la disminucin del
nmero de molculas del disolvente en la superficie libre2. la
aparicin de fuerzas atractivas entre las molculas del soluto y las
molculas del disolvente, dificultando su paso a vaporCuanto ms
soluto aadimos, menor es la presin de vapor observada. La
formulacin matemtica de este hecho viene expresada por la
observacin de Raoult (foto de la izquierda) de que el descenso
relativo de la presin de vapor del disolvente en una disolucin es
proporcional a la fraccion molar del soluto (Ver figura
inferior).Si representamos por P la presin de vapor del disolvente,
P' la presin de vapor de la disolucin y Xsla fraccin molar del
soluto, la ley de Raoult se expresa del siguiente modo:
de donde se obtiene que :
con lo que:
Esta frmula nos permite enunciar la ley de Raoult:la presin de
vapor de la disolucin es igual a la presin de vapor del disolvente
por la fraccin molar del disolvente en la disolucin. Esta frmula
tiene validez para todas las disoluciones verdaderas.Cuando se
trabajacon disoluciones diluidascomo las biolgicas, cuya molalidad
oscila entre 0 y 0,4,se puede utilizar una frmula aproximada. Si
por ejemplo, la molalidad m = 0,4 hay 0,4 moles de soluto en 1000 g
de agua, o lo que es lo mismo, 0,4 moles de soluto por cada 55,5
moles de agua, ya que 1000 g de agua (peso molecular =18) son 55,5
moles:
Por otro lado, la fraccin molar del soluto (Xs) es:
y por lo tanto,
De acuerdo con esta frmula,el descenso relativo de la presin de
vapor es proporcional a la molalidad, si la disolucin es
diluda.PRESIN DE VAPOREvaporacin es la tendencia de las partculas
de la superficie del liquido, a salir de la fase liquida en forma
de vapor. Es importante saber que no todas las partculas de liquido
tienen la misma energa cinetica (no todas se mueven a la misma
velocidad). Las particulas con mayor energa en la superficie pueden
escaparse a la fase gaseosa. Las moleculas de la fase gaseosa que
chocan contra la fase liquida ejercen una fuerza contra la
superficie del lquido, a la que se le denomina presin de vapor,
cuando ambas fases estn en equilibrio dinmico. Esta presin de vapor
depende de la temperatura y de la naturaleza del
lquido.CONCLUSIONES:1. Para un mismo lquido, la presin de vapor
aumenta a medida que aumenta la temperatura2. Lquidos diferentes a
la misma temperatura presentan presiones de vapor
diferentes.-------------------------------------------------------------------PROPIEDAD
COLIGATIVA 1: Descenso de la presin de vaporLos liquidos no
volatiles presentan una gran interaccin entre soluto y solvente,
por lo tanto su presin de vapor es pequea, mientras que los
liquidos volatiles tienen interacciones moleculares ms debiles, lo
que aumenta la presin de vapor. Si el soluto que se agrega es no
volatil, se producir un descenso de la presin de vapor, ya que este
reduce la capacidad del disolvente a pasar de la fase lquida a la
fase vapor. El grado en que un soluto no volatil disminuye la
presion de vapor es proporcional a su concentracin.Ley de Raoult =
"A una temperatura constante, el descenso de la presin de vapor es
proporcional a la concentracin de soluto presente en la
dispolucin"Pv = Po X
La Presin de vapor es proporcional a la Presin de vapor en
estado puro y su fraccion molar (X)Las diferencias entre las
presiones de vapor se cuantifican segun las siguientes
relaciones:Pv = PoA - PBPV= P0A XBP0A- PA = P0A XBtambien se debe
considerar una solucin formada por dos componentes A y B:PA = XA
P0A y PB = XB P0BLa presion total Pt es: PT = XA P0A + XB P0BEj.
Consideremos una disolucin formada por 1 mol de benceno y 2 moles
de tolueno. El benceno presenta una presin de vapor P0 de 75 mmmHg
y el Tolueno de 22mmHg a 20C. Cul es la Presion total?Respuesta: La
fraccin molar de benceno y Tolueno sern:Xbenceno = 1 / 1+2 = 0,33 X
Tolueno = 2 /1+2 = 0,67Las presiones parciales sern:Pbenceno = 0,33
x 75mmHg = 25 mmHg ; P Tolueno = 0,67 x 22 mmHg = 15 mmHgy la PT
ser: PT = 25 mmHg + 15 mmHg = 40
mmHg.-------------------------------------------------------------------PROPIEDAD
COLIGATIVA 2: Aumento punto de EbullicinUn disolvente tiene menor
numero de particulas que se convierten en gas por la accin de las
moleculas del soluto en la superficie. Esto provoca el descenso del
punto de ebullicin, pues la presin de vapor se igualar a la presin
atmosferica a mayor temperatura.Asi dTe = PeAB - P0BEl descenso del
punto de ebullicin dTe se obtiene por la diferencia entre el punto
de ebullicin de la disolucin (PeAB) y el punto de ebullicin del
disolvente puro (PoB).Adems se sabe tambin que dTe = Ke mdonde Ke
es la constante ebulloscopica que establece el descenso del punto
de ebullicin de una disolucin 1 molal y es propia de cada
disolvente y est tabulada. Para el caso del agua es 0,52C/m. m es
la molalidad.Ej. Cul es el punto de ebullicin de una solucin de
100g de anticongelante etilenglicol C2H6O2 en 900 g de agua (Ke=
0,52C/m). (datos: masa soluto 100g; peso molecular etilenglicol 62
g/mol; masa solvente agua 900g; peso molecular agua 18 g/mol; Ke =
0,52C/m; Te= 100C)
Respuesta: Si dTe= Te - Te (1) y dTe = Ke m (2), para obtener Te
necesitamos dTe (ascenso de temperatura de ebullicin), lo obtenemos
de ecuacin (2).62g ----- 1 mol100g ----X moles ; X = 1,613 moles de
solutoMolalidad = 1,613 moles/ 0,9 Kg solvente = 1,792 molalLuego
dTe = 0,52C/m x 1,792 molal = 0,9319CAsi en la ecuacin (1), dTe =
0,9319 = Te - Te0,9319 + 100 = TeTe =
100,9319C-------------------------------------------------------------------PROPIEDAD
COLIGATIVA 3: Descenso punto de congelacinEn una solucin, la
solidificacin del solvente se producir cuando ste rompa sus
interacciones con el soluto y se enlace nuevamente como si
estuviera puro. Para ello la temperatura debe bajar ms que el punto
en el cual el disolvente se congelara puro, por lo tanto, el punto
de congelacin es siempre ms bajo que el disolvente puro y
directamente proporcional a la concentracin del soluto.El descenso
del punto de congelacin dTc = TcB - TABsiendo TcB el punto de
congelacin del solvente puro y TAB el punto de congelacin de la
disolucin.Experimentalmente, tambien se observa que dTc = Kc mdonde
Kc es la constante crioscpica que representa el descenso del punto
de congelacin de una solucin 1 molal y es propia de cada disolvente
y esta tabulada. Para el agua es 1,86C/m; m es la molalidad.El
punto de congelacin es la temperatura a la cual la presin de vapor
del liquido y del slido son iguales, provocando que el liquido se
convierta en slido.Ej. Para el etilenglicol se debe calcular el
punto de congelacin de una solucin de 100g de anticongelante, en
900 g de agua, sabiendo que Kc= 1,86C/molalRespuesta: Determinemos
la molalidad de la disolucion:62g ------ 1mol100g -----X; X = 1,61
moles de soluto; molalidad = 1,61 moles/0,9 Kg solvente = 1,79
molalAs dTc = 1,86C/m x 1,79 molal = 3,33Cdespejando se obtendr:
3,33C = dTc = Tc - Tc ; si TC = OC, entonces: Tc = -3,33C
-------------------------------------------------------------------PROPIEDAD
COLIGATIVA 4: Presin osmticaAl poner en contacto dos disoluciones
de diferente concentracin a travs de una membrana semipermeable se
producir el paso del disolvente desde la disolucin ms diluida hacia
la ms concentrada, fenomeno conocido como osmosis.La Presin osmtica
es aquella que establece un equilibri dinmico entre el paso del
disolvente desde la disolucin diluida hacia la mas concentrada y
viceversa.Ecuacin de Vant Hoff: pi = nRT/V; donde pi es la presin
osmotica; R = 0,082 Latm/K mol; T la temperatura en K; V el volumen
en L.Si el volumen de la solucin fuera 1L entonces n/V = Molaridad
y la ecuacin quedara como:pi = MRTEj. La presin osmotica promedio
de la sangre es 7,7 atm a 25C. Qu concentracin de glucosa ser
isotnica con la sangre?Respuesta: M = pi/RT, reemplazando, M=7,7
atm /0,082L atm/Kmol x 298KM = 0,31 M o 5,3%PROPIEDADES COLIGATIVAS
DE LAS SOLUCIONESLos estudios tericos y experimentales han
permitido establecer, que los lquidos poseen propiedades fsicas
caractersticas. Entre ellas cabe mencionar: la densidad, la
propiedad de ebullir, congelar y evaporar, la viscosidad y la
capacidad de conducir la corriente elctrica, etc.Cada lquido
presenta valores caractersticos (es decir, constantes) para cada
una de estas propiedades. Cuando un soluto y un solvente dan origen
a una solucin, la presencia del soluto determina una modificacin de
estas propiedades con relacin a su estado normal en forma aislada,
es decir, lquido puro. Estas modificaciones se conocen como
PROPIEDADES DE UNA SOLUCIN.Las propiedades de las soluciones se
clasifican en dos grandes grupos:1.- Propiedades constitutivas: son
aquellas que dependen de la naturaleza de las partculas disueltas.
Ejemplo: viscosidad, densidad, conductividad elctrica, etc.2.-
Propiedades coligativas o colectivas: son aquellas que dependen del
nmero de partculas (molculas, tomos o iones) disueltas en una
cantidad fija de solvente. Las cuales son:- descenso en la presin
de vapor del solvente,- aumento del punto de ebullicin,- disminucin
del punto de congelacin,- presin osmtica.Es decir, son propiedades
de las soluciones que solo dependen del nmero de partculas de
soluto presente en la solucin y no de la naturaleza de estas
partculas.Disminucin de la presin de vaporSi un soluto es no voltil
la presin de vapor de su disolucin es menor que la del disolvente
puro. As que la relacin entre la presin de vapor y presin de vapor
del disolvente depende de la concentracin del soluto en la
disolucin. Esta relacin est dada por la ley de Raoult, que
establece que la presin parcial de un disolvente sobre una
disolucin est dada por la presin de vapor deldisolvente puro,
multiplicada por la fraccin molar del disolvente en la
disolucin.Una fuerza motora en los procesos fsicos y qumicos es el
incremento del desorden: a mayor desorden creado, ms favorable es
el proceso. La vaporizacin aumenta el desorden de un sistema porque
las molculas en el vapor no estn tan cercanamente empacadas y por
lo tanto tienen menos orden que las del lquido. Como en una
disolucin est mas desordenada que el disolvente puro, la diferencia
en el desorden entre una disolucin y un vapor es menor que la que
se da entre un disolvente puro y un vapor. As las molculas del
lquido tienen menor tendencia a abandonar el disolvente para
transformarse en vapor.ELEVACIN DEL PUNTO DE EBULLICINEl punto de
ebullicin de una sustancia es la temperatura a la cual su presin de
vapor iguala a la presin atmosfrica externa. Como difieren los
puntos de ebullicin y de congelacin de una solucin hdrica de los
del agua pura? La adicin de un soluto no voltil disminuye la presin
de vapor de la solucin. Como se ve en la Fig la curva de presin de
vapor de la solucin cambiar hacia abajo relativo a la curva de
presin de vapor del agua lquida pura; a cualquier temperatura dada,
la presin de vapor de la solucin es ms baja que la del agua pura
lquida. Teniendo en cuenta que el punto de ebullicin de un lquido
es la temperatura a la cual su presin de vapor es igual a 1 atm.,
al punto de ebullicin normal del agua lquida, la presin de vapor de
la solucin ser menor de 1 atm. Por consiguiente se necesitar una
temperatura ms alta para alcanzar una presin de vapor de 1 atm. As
el punto de ebullicin es mayor que el del agua lquida.Para
incrementar el punto de ebullicin relativo al del solvente puro, T,
es directamente proporcional al nmero de partculas del soluto por
mol de molculas de solvente. Dado que la molalidad expresa el nmero
de moles de soluto por 1000 g de solvente, lo cual representa un
nmero fijo de moles del solvente. As Tes proporcional a la
molalidad.Kb = constante de elevacin del punto de ebullicin normal,
solo depende del solvente. Para el agua es 0.52 C / m, por
consiguiente una solucin acuosa 1 m de sacarosa o cualquier otra
solucin acuosa que sea 1 m de partculas de soluto no voltil ebullir
a una temperatura 0.52 C ms alta que el agua puraREDUCCIN DEL PUNTO
DE CONGELACINLa presin de vapor ms baja de una solucin con relacin
al agua pura, tambin afecta el punto de congelamiento de la
solucin, esto se explica porque cuando una solucin se congela, los
cristales del solvente puro generalmente se separan; las molculas
de soluto normalmente no son solubles en la fase slida del
solvente. Por ejemplo cuando soluciones acuosas se congelan
parcialmente, el slido que se separa cas siempre es hielo puro,
como resultado la parte del diagrama de fase en la Fig que
representa la presin de vapor del slido es la misma que para el
agua lquida pura. En esta misma figura puede verse que el punto
triple de la solucin a una temperatura menor que el del agua pura
lquida debido a que la presin de vapor ms baja de la solucin
comparada con la del agua lquida pura.El punto de congelacin de una
solucin es la temperatura a la cual comienzan a formarse los
cristales de solvente puro en equilibrio con la solucin. Debido a
que el punto triple de la temperatura de la solucin es ms bajo que
el del lquido puro, el punto de congelamiento de la solucin tambin
ser ms bajo que el del agua lquida pura.PRESIN OSMTICA Y
SMOSISCiertos materiales, incluyendo muchas membranas de los
sistemas biolgicos y sustancias sintticas como el celofn son
semipermeables. Cuando se ponen en contacto con una solucin, ellas
permiten el paso de algunas molculas pero no de otras. Generalmente
permiten el paso de las molculas pequeas de solvente como el agua
pero bloquean el paso de solutos ms grandes o iones. El carcter
semipermeable, se debe a la red de poros diminutos de la
membrana.Consideremos una situacin en la cual solamente las
molculas de solvente pueden pasar a travs de la membrana. Si esa
membrana se coloca entre dos soluciones de diferente concentracin,
las molculas de solvente se movern en ambas direcciones a travs de
la membrana. Sin embargo la concentracin del solvente es mayor en
la solucin que contiene menos soluto que en la ms concentrada. Por
consiguiente la tasa de paso del solvente desde la solucin menos
concentrada hacia la ms concentrada es mayor que la velocidad en la
direccin opuesta. As hay un movimiento neto de las molculas de
solvente desde la solucin menos concentrada hacia la ms
concentrada, este proceso se llama osmosis. Recuerde: el movimiento
neto del solvente es siempre hacia la solucin con la concentracin
de solutos ms alta.La presin necesaria para evitar la smosis se
conoce como presin osmtica, , de la solucin. Se encuentra que la
presin osmtica obedece una ley de forma similar a la de los gases
ideales:donde V = volumen de la solucinn = nmero de moles de
solutoR = la constante ideal de los gases = 0.08206 L-atm /mol-KT =
temperatura en la escala Kelvin.IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES
COLIGATIVASLas propiedades coligativas tienen tanta importancia en
la vida comn como en las disciplinas cientficas y tecnolgicas, y su
correcta aplicacin permite:A) Separar los componentes de una
solucin por un mtodo llamado destilacin fraccionada.B) Formular y
crear mezclas frigorficas y anticongelantes.C) Determinar masas
molares de solutos desconocidos.D) Formular sueros o soluciones
fisiolgicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino en los
organismos animales o que permitan corregir una anomala del
mismo.E) Formular caldos de cultivos adecuados para microorganismos
especficos.F) Formular soluciones de nutrientes especiales para
regados de vegetales en general.En el estudio de las propiedades
coligativas se debern tener en cuenta dos caractersticas
importantes de las soluciones y los solutos.Soluciones: Es
importante tener en mente que se est hablando de soluciones
relativamentediludas, es decir, disoluciones cuyas concentraciones
son 0,2 Molar, en donde tericamente las fuerzas de atraccin
intermolecular entre soluto y solvente sern mnimas.Solutos: Los
solutos se presentarn como:Electrolitos: disocian en solucin y
conducen la corriente elctrica.No Electrolito: no disocian en
solucin. A su vez el soluto no electrolito puede ser voltil o no
voltil.LAS CUATRO PROPIEDADES COLIGATIVAS SON:1) descenso de la
presin de vapor del disolvente La presin de vapor de un disolvente
desciende cuando se le aade un soluto no voltil. Este efecto es el
resultado de dos factores: la disminucin del nmero de molculas del
disolvente en la superficie libre la aparicin de fuerzas atractivas
entre las molculas del soluto y las molculas del disolvente,
dificultando su paso a vapor, el descenso relativo de la presin de
vapor del disolvente en una disolucin es proporcional a la fraccion
molar del soluto 2) elevacin ebulloscpica La temperatura de
ebullicin de un lquido es aqulla a la cual su presin de vapor
iguala a la atmosfrica. Cualquier disminucin en la presin de vapor
(como al aadir un soluto no voltil) producir un aumento en la
temperatura de ebullicin 3) descenso crioscpico La temperatura de
congelacin de las disoluciones es ms baja que la temperatura de
congelacin del disolvente puro (Ver Figura de la tabla). La
congelacin se produce cuando la presin de vapor del lquido iguala a
la presin de vapor del slido. Llamando Tc al descenso crioscpico y
m a la concentracin molal del soluto, se cumple que: DTc = Kc m
siendo Kc la constante crioscpica del disolvente 4) presin osmtica
Se define la presin osmtica como la tendencia a diluirse de una
disolucin separada del disolvente puro por una membrana
semipermeable
Fisicoquimica ExperimentalArchivo del blog 2010 (12) 2009 (6)
mayo (6)Propiedades Fisicoquimicas del AguaSoluciones
quimicasPropiedades Coligativas~ Membranas
~~Electrodos~~Cuestionario~Datos personalesNALLELY GARCIAVer todo
mi perfilMARTES, 19 DE MAYO DE 2009Propiedades ColigativasLas
propiedades coligativas son caractersticas de una solucin que
dependen principalmente de la cantidad relativa de molculas de
solvente y de soluto y no dependen de las caractersticas o tipo de
molculas en la solucin y Se considerarn soluciones ideales. En el
caso de las soluciones no ideales, se requieren correcciones a
estas ecuaciones ideales porque en estas las interacciones
intermoleculares llegan a ser importantes.(1)
Hay 4 tipos de propiedades coligativas:
Disminucion de presion de vaporElevacion del punto de
ebullicionDisminucion del punto de fusionPresion
osmoticaDisminucion de presion de vapor
La presin de vapor de un disolvente desciende cuando se le aade
un soluto no voltil. Este efecto es el resultado de dos
factores:
La disminucin del nmero de molculas del disolvente en la
superficie libre yLa aparicin de fuerzas atractivas entre las
molculas del soluto y las molculas del disolvente, dificultando su
paso a vapor.Cuanto ms soluto aadimos, menor es la presin de vapor
observada. La formulacin matemtica de este hecho viene expresada
por la observacin de Raoult de que el descenso relativo de la
presin de vapor del disolvente en una disolucin es proporcional a
la fraccion molar del soluto (2)
Esta frmula nos permite enunciar la ley de Raoult: la presin de
vapor de la disolucin es igual a la presin de vapor del disolvente
por la fraccin molar del disolvente en la disolucin. Esta frmula
tiene validez para todas las disoluciones verdaderas. (2)
Elevacion del punto de ebullicion
Estamos asumiendo que el soluto es un compuesto no voltil, lo
cual, implica que no hace ninguna contribucin significativa a la
pr
esin de vapor de la solucin. Si el soluto fuese un compuesto
voltil, con un punto de ebullicin ms bajo, llevara el punto de
ebullicin del solvente a valores ms bajos. Si nuestro solvente
originalmente tiene un punto de ebullicin normal (p1 = 1 atmsfera)
y se agrega un soluto no voltil, bajar la presin de vapor y la
mezcla no hervir. Para llevar la solucin a ebullicin, debe
aumentarse la temperatura. Por lo anterior, el punto de ebullicin
de la solucin es ms alto que el del
solvente puro. (1)
Disminucion del punto de fusion
El punto de congelacin de una solucin es la temperatura a la
cual comienzan a formarse los cristales de solvente puro en
equilibrio con la solucin. (3)
El descenso crioscpico es un fenmeno que ocurre para todos los
solutos, en cualquier tipo de disolucin incluso en las ideales- y
no depende de ninguna interaccin especfica de tipo
soluto-disolvente. En el punto de congelacin, la fase slida y la
fase lquida tienen el mismo potencial qumico, es decir, son
energticamente equivalentes. El potencial qumico depende de la t
emperatura, y para el resto de temperaturas o bien la fase slida o
bien la lquida tienen potencial qumico ms bajo y son energticamente
ms favorables que la fase contraria. Cuando se aade el soluto, se
ve modificado el potencial qumico de la fase lquida del disolvente
(agua, por ejemplo), pero no el de la fase slida (hielo). Para que
ambos vuelvan a coincidir (y se d el punto de congelacin) habr que
variar la temperatura. (4)
Presion osmotica
Ciertos materiales, incluyendo muchas membranas de los sistemas
biolgicos y sustancias sintticas como el celofn son semipermeables.
Cuando se ponen en contacto con una solucin, ellas permiten el paso
de algunas molculas pero no de otras. Generalmente permiten el paso
de las molculas pequeas de solvente como el agua pero bloquean el
paso de solutos ms grandes o iones. El carcter semipermeable, se
debe a la red de poros diminutos de la membrana.
Consideremos una situacin en la cual solamente las molculas de
solvente pueden pasar a travs de la membrana. Si esa membrana se
coloca entre
dos soluciones de diferente concentracin, las molculas de
solvente se movern en ambas direcciones a travs de la membrana. Sin
embargo la concentracin del solvente es mayor en la solucin que
contiene menos soluto que en la ms concentrada. Por consiguiente la
tasa de paso del solvente desde la solucin menos concentrada hacia
la ms concentrada es mayor que la velocidad en la direccin o
puesta. As hay un movimiento neto de las molculas de solvente
desde la solucin menos concentrada hacia la ms concentrada, este
proceso se llama osmosis, Siempre, el movimiento neto del solvente
es siempre hacia la solucin con la concentracin de solutos ms alta.
(3)
La presin necesaria para evitar la smosis se conoce como presin
osmtica de la solucin.
Las leyes que regulan los valores de la presin osmtica para
disoluciones muy diludas (como las que se manejan en Biologa) son
anlogas a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de su
descubridor Jacobus H. Van t'Hoff , premio Nobel de Qumica en 1901,
y se expresan mediante la siguiente frmula:p= m R T
donde p representa la presin osmtica, m es la molalidad de la
disolucin, R es la constante universal de los gases y T es la
temperatura absoluta.
Si comparamos la presin osmtica de dos disoluciones podemos
definir tres tipos de disoluciones:
disoluciones isotnicas son aqullas que manifiestan la misma
presin osmtica que la disolucin de referenciadisoluciones
hipotnicas son aqullas que manifiestan menor presin osmtica que la
disolucin de referenciadisoluciones hipertnicas son aqullas que
manifiestan mayor presin osmtica que la disolucin de ref erencia
(2)
Paginas consultadas
1. http://www.quimaplicada.4t.com/Propcolig.htm 2.
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#pv3.
http://labquimica.wordpress.com/2007/08/26/los-fundamentos-las-propiedades-coligativas/
4. http://es.wikipedia.org/wiki/Descenso_criosc%C3%B3picoPublicado
por Nallely Garcia en 19:23 No hay comentarios:Publicar un
comentario en la entrada Entrada ms reciente EntradFisicoquimica
ExperimentalArchivo del blog 2010 (12) 2009 (6) mayo (6)Propiedades
Fisicoquimicas del AguaSoluciones quimicasPropiedades Coligativas~
Membranas ~~Electrodos~~Cuestionario~Datos personalesNALLELY
GARCIAVer todo mi perfilMARTES, 19 DE MAYO DE 2009Propiedades
ColigativasLas propiedades coligativas son caractersticas de una
solucin que dependen principalmente de la cantidad relativa de
molculas de solvente y de soluto y no dependen de las
caractersticas o tipo de molculas en la solucin y Se considerarn
soluciones ideales. En el caso de las soluciones no ideales, se
requieren correcciones a estas ecuaciones ideales porque en estas
las interacciones intermoleculares llegan a ser importantes.(1)
Hay 4 tipos de propiedades coligativas:
Disminucion de presion de vaporElevacion del punto de
ebullicionDisminucion del punto de fusionPresion
osmoticaDisminucion de presion de vapor
La presin de vapor de un disolvente desciende cuando se le aade
un soluto no voltil. Este efecto es el resultado de dos
factores:
La disminucin del nmero de molculas del disolvente en la
superficie libre yLa aparicin de fuerzas atractivas entre las
molculas del soluto y las molculas del disolvente, dificultando su
paso a vapor.Cuanto ms soluto aadimos, menor es la presin de vapor
observada. La formulacin matemtica de este hecho viene expresada
por la observacin de Raoult de que el descenso relativo de la
presin de vapor del disolvente en una disolucin es proporcional a
la fraccion molar del soluto (2)
Esta frmula nos permite enunciar la ley de Raoult: la presin de
vapor de la disolucin es igual a la presin de vapor del disolvente
por la fraccin molar del disolvente en la disolucin. Esta frmula
tiene validez para todas las disoluciones verdaderas. (2)
Elevacion del punto de ebullicion
Estamos asumiendo que el soluto es un compuesto no voltil, lo
cual, implica que no hace ninguna contribucin significativa a la
pr
esin de vapor de la solucin. Si el soluto fuese un compuesto
voltil, con un punto de ebullicin ms bajo, llevara el punto de
ebullicin del solvente a valores ms bajos. Si nuestro solvente
originalmente tiene un punto de ebullicin normal (p1 = 1 atmsfera)
y se agrega un soluto no voltil, bajar la presin de vapor y la
mezcla no hervir. Para llevar la solucin a ebullicin, debe
aumentarse la temperatura. Por lo anterior, el punto de ebullicin
de la solucin es ms alto que el del
solvente puro. (1)
Disminucion del punto de fusion
El punto de congelacin de una solucin es la temperatura a la
cual comienzan a formarse los cristales de solvente puro en
equilibrio con la solucin. (3)
El descenso crioscpico es un fenmeno que ocurre para todos los
solutos, en cualquier tipo de disolucin incluso en las ideales- y
no depende de ninguna interaccin especfica de tipo
soluto-disolvente. En el punto de congelacin, la fase slida y la
fase lquida tienen el mismo potencial qumico, es decir, son
energticamente equivalentes. El potencial qumico depende de la t
emperatura, y para el resto de temperaturas o bien la fase slida o
bien la lquida tienen potencial qumico ms bajo y son energticamente
ms favorables que la fase contraria. Cuando se aade el soluto, se
ve modificado el potencial qumico de la fase lquida del disolvente
(agua, por ejemplo), pero no el de la fase slida (hielo). Para que
ambos vuelvan a coincidir (y se d el punto de congelacin) habr que
variar la temperatura. (4)
Presion osmotica
Ciertos materiales, incluyendo muchas membranas de los sistemas
biolgicos y sustancias sintticas como el celofn son semipermeables.
Cuando se ponen en contacto con una solucin, ellas permiten el paso
de algunas molculas pero no de otras. Generalmente permiten el paso
de las molculas pequeas de solvente como el agua pero bloquean el
paso de solutos ms grandes o iones. El carcter semipermeable, se
debe a la red de poros diminutos de la membrana.
Consideremos una situacin en la cual solamente las molculas de
solvente pueden pasar a travs de la membrana. Si esa membrana se
coloca entre
dos soluciones de diferente concentracin, las molculas de
solvente se movern en ambas direcciones a travs de la membrana. Sin
embargo la concentracin del solvente es mayor en la solucin que
contiene menos soluto que en la ms concentrada. Por consiguiente la
tasa de paso del solvente desde la solucin menos concentrada hacia
la ms concentrada es mayor que la velocidad en la direccin o
puesta. As hay un movimiento neto de las molculas de solvente
desde la solucin menos concentrada hacia la ms concentrada, este
proceso se llama osmosis, Siempre, el movimiento neto del solvente
es siempre hacia la solucin con la concentracin de solutos ms alta.
(3)
La presin necesaria para evitar la smosis se conoce como presin
osmtica de la solucin.
Las leyes que regulan los valores de la presin osmtica para
disoluciones muy diludas (como las que se manejan en Biologa) son
anlogas a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de su
descubridor Jacobus H. Van t'Hoff , premio Nobel de Qumica en 1901,
y se expresan mediante la siguiente frmula:p= m R T
donde p representa la presin osmtica, m es la molalidad de la
disolucin, R es la constante universal de los gases y T es la
temperatura absoluta.
Si comparamos la presin osmtica de dos disoluciones podemos
definir tres tipos de disoluciones:
disoluciones isotnicas son aqullas que manifiestan la misma
presin osmtica que la disolucin de referenciadisoluciones
hipotnicas son aqullas que manifiestan menor presin osmtica que la
disolucin de referenciadisoluciones hipertnicas son aqullas que
manifiestan mayor presin osmtica que la disolucin de ref erencia
(2)
Paginas consultadas
1. http://www.quimaplicada.4t.com/Propcolig.htm 2.
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#pv3.
http://labquimica.wordpress.com/2007/08/26/los-fundamentos-las-propiedades-coligativas/
4. http://es.wikipedia.org/wiki/Descenso_criosc%C3%B3picoPublicado
por Nallely Garcia en 19:23 No hay comentarios:Publicar un
comentario en la entrada Entrada ms reciente Entrad
