Propiedades coligativas

1. Propiedades coligativas • Solución :A sv (volatil) + B st (no volatil, no solidifica, no electrolito o electrolito) • Son las propiedades de las soluciones diluidas que dependen del número de moléculas de soluto por unidad de volumen de solución. • Son propiedades coligativas: • descenso relativo de la presión de vapor • descenso crioscópico • ascenso ebulloscópico • presión osmótica

2. Características comunes de las propiedades coligativas • Son una consecuencia de la reducción del potencial químico del disolvente líquido que resulta de la presencia de un soluto. • No existe una influencia directa del soluto sobre el potencial químico del vapor del disolvente ni del disolvente sólido, ya que el soluto no aparece ni en el vapor ni en el sólido. Utilización de las propiedades coligativas • Determinación de la masa molar del soluto.

3. Disminución de la presión de vapor • Soluto no volátil: contribución despreciable a la presión de vapor de la disolución. • Si la presión de vapor no es despreciable a la temperatura de la disolución, su x será lo suficientemente pequeña como para ignorar su contribución. Presión de la solución se debe sólo al componente A (solvente).

4. Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito) PA = xA P*A PA = (1 - xB ) P*A PA = P*A - xB P*A PA - P*A = - xB P*A P*A - PA = xB P*A DP = xB P*A DP independiente de la naturaleza de B. Sólo depende de la x en la solución.

5. Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito) Origen entrópico Al añadir el soluto (oscuros en b), el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.

6. p0 p Descenso de la presión de vapor Solvente Puro Solución T0 T Aumento del punto de ebullición Temperatura Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito) Punto de ebullición solvente: Temperatura a la que la presiónde vapor del líquido es igual a la presión externa. la presión de vapor del solvente en solución disminuye aumenta el punto de ebullición del solvente en solución

7. Elevación del punto de ebullición:ascenso ebulloscópico solvente puro solvente con soluto (no volátil) Vapor Líquido X1 = 1 X1< 1 <

8. Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) en solución Origen: modificación del potencial químico del solvente

9. Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) solución puro constante, T-To (T) pequeño T pequeño T  To

10. Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) Solución diluida fracción molar del soluto propiedades del solvente

11. p0 p Descenso de la presión de vapor Solvente Puro Solución T0 T Aumento del punto de ebullición Temperatura Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) T – T* solvente soluto constante ebulloscópica: TABLAS ó CALCULO

12. Descenso del punto de congelación:descenso crioscópico (st. no electrolito) La disminución del m estabiliza la solución y hace menor la tendencia de A a congelar, separándose de la disolución. Origen: modificación del potencial químico del solvente en presencia de un soluto que no solidifica T* – T constante crioscópica: TABLAS ó CALCULO

13. Agua Solución 1 Líquido Hielo Presión (atm) 1 Vapor 100 0  Tc  Te Temperatura (°C)

14. Ósmosis - Presión Osmótica

15. Baja concentración de soluto Alta concentración de soluto Alta concentración de soluto Baja concentración de soluto Ósmosis El flujo de solvente desde una solución diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable recibe el nombre de ósmosis. Una membrana semipermeable permite el pasaje de solvente y no de solutos.

16. Presión osmótica Membrana semipermeable Presión osmótica La presión osmótica, p, es la presión que se debe aplicar sobre la disolución para detener el flujo de disolvente.

17. Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito) sc diluida Balancea el flujo de disolvente

18. Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito) M2 sc.diluida molaridad conc. st. g L-1 masa molar st

19. Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones Propiedad de la membrana en el sentido de dejar pasar el solvente y no el soluto. • Soluciones isotónicas ó isosmoticas: las que tienen la misma presión osmótica que la sangre. NaCl 150 mM No hemólisis Solucion isotónica

20. Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones • Soluciones hipotónicas ó hiposmóticas: las que tienen menor presión osmótica que la sangre. Agua destilada Hemólisis instantánea Solución hipotónica

21. Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones • Soluciones hipertónicas ó hiperosmóticas: las que tienen mayor presión osmótica que la sangre. NaCl 300 mM Crenación Solucion hipertónica

22. Propiedades coligativas Determinación de la masa molar del soluto • Método ebulloscópico: se determina experimentalmente T de ebullición de la solución. • Método crioscópico: se determina experimentalmente T de solidificación de la solución. • Presión osmótica: se determina experimentalmente altura h de ascenso de la solución. A partir de crioscopía se obtiene un cambio de T mayor respecto de ebulloscopía, pero ambos son pequeños, es decir, medidas poco confiables porque pueden conducir a error. La altura h de presión osmótica es una medida mas fácil de medir, por lo tanto mas confiable que conduce a menos error.

23. Propiedades coligativas SOLUTO ELECTROLITO: fuerte, débil Propiedades coligativas: función del numero de partículas de soluto en solución Factor i de Van´t Hoff Es el número de especies químicas (partículas) obtenidas en la solución por molécula de soluto Partículas activas = i . Concentración i= 1El soluto no sufre modificaciones i> 1El soluto sufre disociación molecular

24. AxBy xAz+ + yBz- N 0 0 N(1-a) Nxa Nya Numero real de partículas en solución i= Numero de partículas en solución antes de la disociación Factor i de Van´t Hoff Electrolito débil Electrolito fuerte x + y i = N ( 1-) + N (x + y) =  i = N N N: numero de moles iniciales estequiométricos del electrolito i = 1- + 

25. Propiedades coligativas para cualquier tipo de soluto: electrolito / no electrolito Teb = Keb (i m2) P = i xB P*A Tc = Kc (i m2) • = RT(i C2) M2 Propiedades coligativas para soluciones reales P = aB P*A Tc = Kc a2 Teb = Keb a2 • = RTa2