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PROPIEDADES COLIGATIVAS
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Propiedades coligativas, descripciones, y ejercicios.
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mendezjudit80
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1PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES
I.- Introducción.
Los estudios teóricos y experimentales han permitido establecer, que los líquidos poseen
propiedades físicas características. Entre ellas cabe mencionar: la densidad, la propiedad de
ebullir, congelar y evaporar, la viscosidad y la capacidad de conducir la corriente eléctrica, etc.
Cada líquido presenta valores característicos (es decir, constantes) para cada una de estas
propiedades.
Cuando un soluto y un solvente dan origen a una solución, la presencia del soluto
determina una modificación de estas propiedades con relación a su estado normal en forma
aislada, es decir, líquido puro. Estas modificaciones se conocen como PROPIEDADES DE
UNA SOLUCIÓN.
Las propiedades de las soluciones se clasifican en dos grandes grupos:
1.- Propiedades constitutivas: son aquellas que dependen de la naturaleza de las
partículas disueltas. Ejemplo: viscosidad, densidad, conductividad eléctrica, etc.
2.- Propiedades coligativas o colectivas: son aquellas que dependen del número de
partículas (moléculas, átomos o iones) disueltas en una cantidad fija de solvente. Las
cuales son:
- descenso en la presión de vapor del solvente,
- aumento del punto de ebullición,
- disminución del punto de congelación,
- presión osmótica.
Es decir, son propiedades de las soluciones que solo dependen del número de
partículas de soluto presente en la solución y no de la naturaleza de estas partículas.
IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS
Las propiedades coligativas tienen tanta importancia en la vida común como en las
disciplinas científicas y tecnológicas, y su correcta aplicación permite:
A) Separar los componentes de una solución por un método llamado destilación
fraccionada.
B) Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes.
C) Determinar masas molares de solutos desconocidos.
D) Formular sueros o soluciones fisiológicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino
en los organismos animales o que permitan corregir una anomalía del mismo.
E) Formular caldos de cultivos adecuados para microorganismos específicos.
F) Formular soluciones de nutrientes especiales para regadíos de vegetales en general.
En el estudio de las propiedades coligativas se deberán tener en cuenta dos características
importantes de las soluciones y los solutos.
Soluciones: Es importante tener en mente que se está hablando de soluciones relativamente
diluídas, es decir, disoluciones cuyas concentraciones son ≤ 0,2 Molar,en donde
teóricamente las fuerzas de atracción intermolecular entre soluto y solvente serán
mínimas.
Solutos: Los solutos se presentarán como:
Electrolitos:disocian en solución y conducen la corriente eléctrica.
, 2
Para mayor entendimiento de este capítulo describiremos las propiedades
coligativas de solutos No Electrolitos y luego en un capitulo aparte serán considerados los
solutos Electrolito.
I.- PROPIEDADES COLIGATIVAS Nº1: Disminución de la presión de vapor.
A.- CONCEPTOS BÁSICOS: PRESIÓN DE VAPOR.
1.- Consideraciones:
• Una de las características más importantes de los líquidos es su
capacidad para evaporarse, es decir, la tendencia de las partículas de
la superficie del líquido, a salir de la fase líquida en forma de vapor.
• No todas las partículas de líquido tienen la misma Energía Cinética,
es decir, no todas se mueven a igual velocidad sino que se mueven a
diferentes velocidades.
• Solo las partículas más energizadas (con mayor energía) pueden
escaparse de la superficie del líquido a la fase gaseosa.
• En la evaporación de líquidos, hay ciertas moléculas próximas a la
superficie con suficiente energía como para vencer las fuerzas de
atracción del resto (moléculas vecinas) y así formar la fase gaseosa.
Importante: Cuanto mas débiles son las fuerzas de atracción
intermoleculares, mayor cantidad de moléculas podrán escapar a la
fase gaseosa.
• Si un líquido está en un recipiente sellado puede parecer que no
existiera evaporación, pero experimentos cuidadosos demuestran que
las moléculas continúan abandonando el líquido.
• Algunas moléculas de vapor regresan a la fase líquida, ya que a
medida que aumenta la cantidad de moléculas de fase gaseosa
aumenta la probabilidad de que una molécula choque con la
superficie del líquido y se adhiera a él.
• A medida que pasa el tiempo, la cantidad de moléculas que regresan
al líquido iguala exactamente a las que escapan a la fase de vapor.
Entonces, el número de moléculas en la fase gaseosa alcanza un valor
uniforme.
Importante: La condición en la cual dos procesos opuestos se
efectúan simultáneamente a igual velocidad se denomina
EQUILIBRIO DINÁMICO.
2.- Definición:
Las moléculas de la fase gaseosa que chocan contra la fase líquida ejercen una fuerza contra la
superficie del líquido, fuerza que se denomina PRESIÓN DE VAPOR, que se define como la
, 3
3.- Factores que afectan la presión de vapor:
Experimentalmente se ha comprobado que:
i) Para un líquido la presión de vapor aumenta a medida que aumenta la temperatura.
ii) Líquidos diferentes a la misma temperatura presentan presiones de vapor diferentes.
⇓
POR LO TANTO PODEMOS CONCLUIR QUE
LA PRESIÓN DE VAPOR DEPENDE DE LA
TEMPERATURA Y DE LA NATURALEZA
DEL LÍQUIDO
Para visualizar como depende la Pv con la temperatura, examinemos la siguiente Tabla:
Presión de vapor en mm de Hg
Temperatura (°C) Ácido acético Agua Benceno Etanol
20 11,7 17,5 74,7 43,9
30 20,6 31,8 118,2 78,8
40 34,8 55,3 181,1 135,3
50 56,6 92,5 264,0 222,2
60 88,9 149,4 388,6 352,7
70 136,0 233,7 547,4 542,5
80 202,3 355,1 753,6 818,6
Al examinar los datos experimentales se puede establecer los siguientes hechos:
a.- Para un mismo líquido, la presión de vapor aumenta a medida que aumenta la temperatura.
Ejemplo: Agua a 40 °C ⇒ Presión de vapor 55.3 mmHg
Agua a 80 °C ⇒ Presión de vapor 355.1 mmHg
En definitiva para un mismo líquido
⇓
A mayor temperatura hay mayor
evaporación del líquido
⇓
A medida que la temperatura
aumenta, las moléculas en el líquido
se mueven con mayor energía y por
consiguiente pueden escapar más
fácilmente de sus vecinas, ya que
vencen las fuerzas de interacción que
las mantienen unidas.
, 4
b.- Líquidos diferentes a la misma temperatura presentan presiones de vapor
diferentes.
Ejemplo: Agua a 20 °C ⇒ Presión de vapor 17,5 mmHg
Benceno a 20 °C ⇒ Presión de vapor 74,7 mmHg
Etanol a 20 °C ⇒ Presión de vapor 43,9 mmHg
En definitiva para diferentes líquidos
⇓
A una temperatura dada, las
sustancias con Presión de vapor
elevadas se evaporan más
rápidamente que las sustancias con
Presión de vapor baja
⇓
Se dice entonces, que los líquido que
se evaporan rápidamente son volátiles
⇓
Mientras más volátil es un líquido
menores son las fuerzas de interacción
intermolecular, mayor es la
evaporación del líquido y mayor es su
presión de vapor
B.- DESCENSO DE LA PRESIÓN DE VAPOR: Efecto de solutos no electrolitos.
Como ya sabemos un líquido puro posee una presión de vapor determinada, que depende sólo
del líquido en estudio y de la temperatura. El valor de la presión de vapor del líquido puro se altera si
agregamos al líquido (solvente) un soluto cualquiera.
El soluto puede ser volátil, es decir, posee una presión de vapor mayor que el 1% de la
presión de vapor del solvente a la misma temperatura; o no volátil, es decir, posee una presión de
vapor menor que el 1% de la presión de vapor del solvente a la misma temperatura. En ambos casos
la presión de vapor del solvente se modifica en relación al solvente puro.
i) Soluto no volátil.
Si el soluto que se agrega al solvente es no volátil, se producirá un DESCENSO DE LA
PRESIÓN DE VAPOR.
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