PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES

PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES VERDADERAS (Bloque 1, tema 1
apartado 4 programa PAU )
Propiedades físicas de las disoluciones
Cuando se añade un soluto a un disolvente, se alteran algunas propiedades físicas del
disolvente. Al aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición y desciende
el punto de solidificación. Así, para evitar la congelación del agua utilizada en la
refrigeración de los motores de los automóviles, se le añade un anticongelante (soluto).
Pero cuando se añade un soluto se rebaja la presión de vapor del disolvente.
Otra propiedad destacable de una disolución es su capacidad para ejercer una presión
osmótica. Si separamos dos disoluciones de concentraciones diferentes por una
membrana semipermeable (una membrana que permite el paso de las moléculas del
disolvente, pero impide el paso de las del soluto), las moléculas del disolvente pasarán
de la disolución menos concentrada a la disolución de mayor concentración, haciendo a
esta última más diluida.
Estas son algunas de las características de las disoluciones:
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Las partículas de soluto tienen menor tamaño que en las otras clases de mezclas.
Presentan una sola fase, es decir, son homogéneas
Si se dejan en reposo durante un tiempo, las fases no se separan ni se observa
sedimentación, es decir las partículas no se depositan en el fondo del recipiente.
Son totalmente transparentes, es decir, permiten el paso de la luz.
Sus componentes o fases no pueden separarse por filtración
Efecto de la temperatura y la presión en la solubilidad de sólidos y gases
Porque un refresco pierde más rápido el gas cuando esta caliente que cuando esta frió, o
por que el chocolate en polvo se disuelve más fácilmente en leche caliente, son varios
factores los que influyen a estos fenómenos, entre ellos está la temperatura y la presión.
Por lo general la solubilidad varía con la temperatura. En la mayoría de las sustancias,
un incremento de la temperatura causa un aumento de la solubilidad. Por eso el azúcar
se disuelve mejor en café caliente, y la leche debe de estar en el punto de ebullición.
Los cambios de presión no modifican la solubilidad de un sólido en un líquido. Si un
sólido es insoluble agua, no se disolverá aunque se aumente bruscamente la presión
ejercida sobre él.
La solubilidad de los gases disueltos en líquidos es diferente de la que poseen los
sólidos. La solubilidad de un gas en agua aumenta con la presión del gas sobre el
disolvente, si la presión disminuye, la solubilidad disminuye también. Se dice que la
solubilidad de los gases es directamente proporcional a la presión.
Cuando se destapa una botella de refresco, la presión sobre la superficie del líquido se
reduce y cierta cantidad de burbujas de dióxido de carbono suben a la superficie. La
disminución de la presión permite que el CO2 salga de la disolución.
En relación con la temperatura, los gases disueltos en líquidos se comportan de forma
inversa a como lo hacen los sólidos. La solubilidad de un gas en agua decrece a medida
que aumenta la temperatura; esto significa que la solubilidad y la temperatura son
inversamente proporcionales.
Los gases disueltos en agua potable (oxigeno, cloro y nitrógeno) son las pequeñas
burbujas que aparecen cuando él liquido se calienta y aún no llega al punto de
ebullición. Cuando el agua hierve queda totalmente desgasificada, por lo cual su sabor
es distinto del que posee el agua sin hervir, por ello se recomienda airear esta agua antes
de beberla.
Las cuatro propiedades coligativas son:
1.
2.
3.
4.
descenso de la presión de vapor del disolvente
elevación ebulloscópica
descenso crioscópico
presión osmótica
1. La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no
volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:
1. la disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre
2. la aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas
del disolvente, dificultando su paso a vapor
2. La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor
iguala a la atmosférica
(Figura de la derecha).
Cualquier disminución en
la presión de vapor (como
al añadir un soluto no
volátil) producirá un
aumento en la temperatura
de ebullición (Ver Figura
de la tabla). La elevación
de la temperatura de
ebullición es proporcional
a la fracción molar del
soluto.
3. La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja que la temperatura
de congelación del disolvente puro (Ver Figura de la tabla). La congelación se produce
cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del sólido.
4. La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones
biológicas, pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario
revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.
Difusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una
distribución homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al
cabo de cierto tiempo (Figura de la izquierda). En Biología es especialmente importante
el fenómeno de difusión a través de membranas, ya que la presencia de las
membranas biológicas condiciona el paso de disolvente y solutos en las estructuras
celulares (Figura de la derecha).
La presencia de una membrana separando dos medios diferentes impone ciertas
restricciones al proceso de difusión de solutos, que dependerán fundamentalmente de la
relación entre el diámetro de los poros de la membrana y el tamaño de las partículas
disueltas. Las membranas se clasifican en cuatro grupos:
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impermeables: no son atravesadas ni por solutos ni por el disolvente
semipermeables: no permiten el paso de solutos verdaderos, pero sí del agua
dialíticas: son permeables al agua y solutos verdaderos, pero no a los solutos
coloidales
permeables: permiten el paso del disolvente y de solutos coloidales y
verdaderos; sólo son impermeables a las dispersiones groseras.
impermeables
semipermeables
dialíticas
En Biología y en Fisiología, al hablar de disolvente nos referimos al agua, pero los
solutos pueden ser:
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coloidales (proteínas, polisacáridos)
verdaderos de tipo molecular (glucosa, urea)
verdaderos de tipo salino (NaCl, KHCO3)
permeables