Propiedades coligativas

Propiedades
coligativas
propiedades de las soluciones que
dependen sólo del número de
partículas de soluto disueltas Sin
importar el tipo de partículas
presentes...
preferentemente en soluciones
diluidas <0.2M y a las que contienen
solutos no volátiles.
Tres tipos de Comportamiento
Electrolítico de las soluciones
Electrolito Fuerte
Electrolito Débil
No electrolito
p.e. Del agua=100oC
p.c. Del agua=0oC
p.e.=100.512oC
p.c.=-1.86oC
p.e.=100.512oC
p.c.=-1.86oC
1m urea
1m NaCl
p.e.=101.024oCo
p.c.=-3.72 C
1m sacarosa
Propiedades coligativas de las soluciones
Abatimiento de la presión de
vapor
Elevación del punto de
ebullición
Abatimiento del punto de
congelación
Presión osmótica
P1 = X1 P 10
P 01
- P1 = ∆P =
Si la solución contiene
0
X2P1
P 10 = Presión de vapor del solvente puro
X1 = fracción molar del solvente
solo un soluto:
X1 = 1 – X2
X2 = fracción molar del soluto
P10
P1
Solvente
Solución
¿Cuál de los vasos tiene la menor presión
de vapor
90 g agua
100 g agua
10 g NaCl
Si el 10% de las moléculas son del soluto no volátil, entonces la
presión de vapor disminuye 10% con respecto a la del solvente puro...
1. El naftaleno C8H10, se utiliza para hacer bolas para combatir la
polilla. Suponga una solución que se hace disolviendo 0.515 g de
naftaleno en 60.8 g de cloroformo CHCl3, calcule el descenso de la
p. v. del cloroformo a 20 C en presencia del naftaleno. La p. v. del
cloroformo a 20 C es 156 mm Hg. Se puede suponer que el
naftaleno es no volátil comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la
presión de vapor de la solución?. µC8H10= 128; µCHCl3= 119.35
P1 = X1 P 01
El punto de ebullición normal del etanol (C2H5OH) es 78.4°C. Cuando se
disuelven 9.15 g de un no electrolito en 100 g de etanol, la presión de vapor a
esa temperatura fue de 740 Torr. Calcular
0
a) El abatimiento de la presión de vapor
∆P= P1°-P1 = X2 P 1
b) La fracción molar del soluto y del solvente.
c) La masa molar del soluto
P1 = X1 P 01
En el punto de ebullición normal, la presión del solvente puro es de 1
atm o 760 Torr
a) ∆P= P1°-P1= (760 - 740) mm de Hg= 20 mm Hg
P1 740torr
X1 = 0 =
= 0.97
P1
760torr
b) X2 = 1 – X1=1- 0.97 = 0.03
9.15
nsoluto
µ
= 0.03
X2 =
=
(nsoluto + nsolvente )  9.15   100 
 + 


46
µ

 

µ =152 g/mol
Elevación del punto de ebullición
∆Te = Te – T e
0
T e0punto de ebullición del
solvente puro
T e punto de ebullición de
la solución
Te > T e0
∆Te > 0
∆Te = Ke mi
Ke constante molal de ebullición
(0C/m) o ebulloscópica
i(soluto)=1 para no electrólitos;
para electrólitos es el no. de iones
que libera el soluto en la solución
Constantes molales de elevación del punto de
ebullición y de disminución del punto de
congelación de varios líquidos comunes
0.1 m NaCl
0.1 m Na+ iones & 0.1 m Cl- iones
0.1 m NaCl
0.2 m iones en solución
factor van’t Hoff (i) =
Número de partículas en la soln después de la dis
Número de unidades formulares antes de la dis
i debe ser
No electrólitos
NaCl
CaCl2
1
2
3
Una aplicación
de la elevación
del punto de
ebullición
3. ¿Cuál es el punto de ebullición de una solución que
contiene 478 g de etilenglicol en 3202 g de agua?
etilenglicol= 62.01 g/mol
∆Te = Ke mi
moles de solute
m =
kg de solvente
µ del
Ke agua = 0.52 0C/m
478 g x
1 mol
62.01 g
=
= 2.41 m
3.202 kg solvente
∆Te = Kemi = 0.520C/m x 2.41 m (1) = 1.25 0C
∆Te= T e – Te°
Te= ∆Te +Te° = 1.25 0C + 100 0C = 101.250C
4. ¿Qué punto de ebullición tiene una
solución 0.2 m de CaCl2 en agua? . Ke=0.512
°C.Kg/mol
R=100.3°C
La constante molal de elevación del punto de
ebullición del benceno es 2.53 °C.Kg/mol. Si la
concentración de un soluto no electrólito en
benceno es de 0.1 m ¿Qué punto de ebullición
tendrá la solución?. El punto de ebullición del
benceno puro es de 80.10°C.
R=80.3°C
Abatimiento del punto de congelación
∆Tc = T0c – Tc
T 0c punto de congelación
del solvente puro
T c punto de congelación
de la solución
T 0c > Tc
∆Tc> 0
∆Tc = Kc mi
m molalidad de la solución
Kc constante molal de congelación
o constante crioscópica (0C/m)
i(soluto)=1 para no electrólitos; para
electrólitos es el no. de iones que libera
el soluto en la solución
1.- REFRIGERANTE, eleva el
punto de ebullición ante el calor
excesivo, su acción evita la
pérdida de líquidos por
evaporación y sobre
calentamiento, su alta capacidad
antiebullente alcanza hasta 112°C.
2.- ANTICONGELANTE,
protege del congelamiento
por bajas temperaturas
eliminando los daños que
sufre el motor al aumentar el
volumen del líquido,
dificultando la circulación del
mismo, protección hasta -24°
C.
COLOR: Verde Fluorescente.
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5.¿Cuál es el punto de congelación de una solución
acuosa que contiene 39.5 g de etilenglicol
(anticongelante) disueltos en 1 L de agua? µ (g/mol) del
etilenglicol= 62.01
∆Tc = Kc mi
moles de soluto
m =
Kg de solvente
Kcagua = 1.86 0C/m
39.5 g x
1 mol
62.01 g
=
= 0.637 m
1 kg solvente
∆Tc= Kc m = 1.86 0C/m x 0.637 m = 1.185 0C
∆Tc = T0c – Tc
Tc = T 0c – ∆Tc = 0.00 0C – 1.185 0C = -1.18 0C
Problema:
7. El punto de congelación de una solución que
contiene 1.00 g de un compuesto desconocido (A)
disuelto en 10.0 g de benceno es 2.07 °C. El punto
de congelación del benceno puro es de 5.48°C. La
constante de depresión molal del punto de
congelación es de 5.12 °C/molal. ¿Cuál es el peso
molecular del compuesto desconocido?
Estrategia:
Paso 1: Calcular la depresión del punto de congelación de la
solución.
∆Tf = (Punto de congelación del solvente puro) - (Punto de
congelación de la solución)
(5.48 oC) - (2.07 oC) = 3.41 oC
Paso 2: Calcular la concentración molal de la solución
usando la depresión del punto de congelación.
∆Tf = (Kf) (m)(i)
m = (3.41 oC) / [(5.12 oC/molal)(1)]
m = 0.666 molal
Paso 3: Calcular el peso molecular desconocido usando la
concentración molal.
m = 0.666 molal
# moles.de. A = (m) x( Kg .de.solvente)
moles A = (0.66 mol A / kg benceno) (0.0100 kg benceno)
= 6.66 X 10-3 mol A
µA =
1.00 g
gA
=
# moles A 6.66 X 10 −3 mol
µ=150.1 g/mol
Osmosis y Presión Osmótica (π)
membrana semipermeable
Un incremento de
volumen de la
solución
El aumento de
peso ejerce una
presión hacia
abajo llamada
PRESION
OSMOTICA
ésta empuja el
agua de regreso e
impide otro
incremento
volumen
Paso del solvente de una solución diluida hacia una
más concentrada a través de una membrana
semipermeable...
Diluída
Más
concentrada
Membranas semipermeables: Membranas que sólo permiten la
migración de especies químicas concretas a través de ellas, siendo
impermeables a las demás.
sacarosa al
2%
sacarosa al
8%
2%
¿Qué solución ejercerá mayor presión osmótica?
¿en que dirección fluye el agua inicialmente?
¿En qué lado se produce el aumento de volumen?
DISOLUCIONES EXTRACELULARES vs FLUIDOS CELULARES.
TONICIDAD
Presión osmótica efectiva de una determinada disolución respecto a una
membrana semipermeable y otra disolución concretas.
Disoluciones
• Isotónicas: Disoluciones que tienen igual tonicidad.
• Paratónicas: Disoluciones que tienen distinta tonicidad. Pueden ser:
Hipertónicas:
Tonicidad de la disolución > Tonicidad del fluido celular
El disolvente fluye hacia el exterior de la célula.
Hipotónicas:
Tonicidad de la disolución < Tonicidad del fluido celular
El disolvente fluye hacia el interior de la célula.
Una célula en :
Solución
isotónica
Solución
hipotónica
Solución
hipertónica
Presión Osmótica (π)
M = Molaridad de la solución
R = constante de los gases en L.atm mol-1K-1
T = Temperatura en K
n = moles de soluto
V = volumen de solución en litros
π= presión osmótica en atmósferas
i = factor de van´t Hoff
π = MRTi
π V= nRT i
8. Una solución se prepara disolviendo 0.5 g de un polímero
en tolueno hasta un volumen final de 200 ml. La solución
tiene una presión osmótica de 0.582 torr a 20°C.
¿Cuál es la masa molar del polímero?
π = MRTi
1atm
0.582torr
π
760torr
=
= 3.18 X 10 −5 mol / L
M=
RTi (0.082 L.atm / mol.K )(293K )(1)
# moles.de. polímero = MV = (3.18 X 10 −5 mol / L) X (0.20 L)
= 6.38 X 10 −6 mol
# moles =
g
µ
g
0.50 g
µ=
=
−6
# moles 6.38 X 10 mol
µ = 7.8X104 g/mol
Las propiedades coligativas
proporcionan un medio para
determinar la masa molar de
un soluto...
En la práctica sólo se emplean
la disminución del punto de
congelacion y presión
osmótica
Propiedades coligativas de las soluciones
Abatimiento de la presión de vapor
P1 = X1 P 10
X1 = 1 – X2
∆P = P 01 - P1 = X2 P 10
Elevación del punto de ebullición
∆Te = Te – T e0
∆Te = Ke mi
Abatimiento del punto de congelación
∆Tc = T0c – Tc
Presión osmótica
∆Tc = Kc mi
π = MRTi