Dependen de la concentración del soluto, mas que de la naturaleza de la disolución.
Estas propiedades son:
Descenso de la presión de vapor Presión osmótica Aumento del punto de ebullición Descenso del punto de congelación
Se aplican a soluciones en las cuales:
Los solutos son no electrolitos Los solutos son electrolitos
Descenso de la presión de vapor
La ley de Raoult establece que en soluciones diluídas de solutos no electrolitos no volátiles, el descenso de la presión de vapor es proporcional a la fracción molar del soluto, o la presión de vapor de la solución es proporcional a la fracción molar del disolvente.
ΔP = Pvapor disolvente x Xsoluto Pvapor solución = Pvapor disolvente x Xdisolvente ΔP = Pvapor disolvente – Pvapor solución
Ejercicio
La presión de vapor del agua a 28ºC es 28.35 torr. Calcule la presión de vapor a 28ºC de una solución que contiene 68 g de azúcar de caña C12H22O11, en 1000 g de agua. PM agua = 18.02 g/mol PM azúcar de caña = 342.34 g/mol
Descenso del punto de congelación Δtc Δtc= Tcong. Disolvente – Tcong. Solución Δtc= Kc x m
Unidades de medida de Kc = ºC Kg/mol
Kc agua = 1.86 ºC Kg/mol = 1.86 ºC/m
Ejercicio
El punto de congelación del alcanfor puro es 178.4ºC y su constante molar del punto de congelación Kc es 40.0 ºC Kg/mol. Encuentre el punto de congelación de una solución que contiene 1.50 g de un compuesto de peso molecular 125 g/mol en 35.0 g de alcanfor.
Ejercicio
Una disolución que contiene 4.50 g de un no electrolito disuelto en 125 g de agua se congela a -0.372 ºC. Calcule el peso molecular del soluto.
Ejercicio
Se disuelve 0.180 g de un no electrolito en 50.0 g de benceno y se determina el punto de congelación en 5.15 ºC. Calcule el peso molecular del soluto.
Punto de congelación del benceno = 5.50ºC. Kc del benceno = 5.10 ºC Kg/mol
Elevación del punto de ebullición Δte= Tebullición solución – Tebullición disolvente Δte= Ke x m
Unidades de medida de Ke = ºC Kg/mol
Ke agua = 0.513 ºC Kg/mol = 0.513 ºC/m
Ejercicio
El peso molecular de un compuesto es 58.0 g/mol. Calcule el punto de ebullición de una solución que contiene 24.0 g de soluto y 600 g de agua cuando la presión barométrica es tal que el agua hierve a 99.725 ºC.
Ejercicio
Se preparó una solución disolviendo 3.75 g de un hidrocarburo puro en 95.0 g de acetona. Se observó que el punto de ebullición de la acetona pura es 55.95ºC y el de la solución es 56.50ºC. Si Ke de la acetona = 1.71 ºC Kg/mol, ¿cuál es el peso molecular aproximado del hidrocarburo?
Presión osmótica
Osmosis: proceso por el que el disolvente pasa a través de una membrana semipermeable, de una región de baja concentración a una región de alta concentración.
Presión osmótica
La presión externa que es justo la necesaria para evitar la osmosis es la presión osmótica de la disolución. PV = nRT P = nRT / V
Ejercicios
Cuál es la presión osmótica a 0ºC de una disolución acuosa que contiene 46.0 g de glicerina por litro?
PM de la glicerina = 92.11 g/mol
La presión osmótica de la sangre a 37 ºC es 7.65 atm. Cuánta glucosa debe utilizarse por litro para una inyección intravenosa que ha de tener la misma presión osmótica que la sangre?
PM de la glucosa ? 180.18 g/mol
Propiedades coligativas de electrolitos.
Es necesario un método diferente del que se utiliza para las propiedades coligativas de los no electrolitos.
La razón es que los electrolitos en disolución se disocian en iones, por lo tanto, cuando se disuelve una unidad de un compuestos de un electrolito se separa en dos o mas partículas.
Por lo tanto las propiedades coligativas de las disoluciones cambian.
Propiedades coligativas de los electrolitos
Para explicar este efecto, las ecuaciones de las propiedades coligativas deben modificarse:
Factor de Van´t Hoff
La variable i se denomina como factor de Van´t Hoff y se define como:
De tal manera que i debe ser 1 para todos los no electrolitos, para electrolitos fuertes como el NaCl y KNO3 debe ser 2, para electrolitos fuertes como Na2SO4 o CaCl2 debe ser 3.
Propiedades coligativas de electrolitos.
En realidad, las propiedades coligativas de las soluciones de electrolitos son mas pequeñas de lo que se espera porque, a concentraciones elevadas, intervienen las fuerzas electrostáticas y forman pares iónicos.
Un par iónico está formado por uno o mas cationes y uno o mas aniones unidos a través de fuerzas electrostáticas.
La presencia de pares iónicos reduce el número de partículas en solución, lo que conduce a la disminución de las propiedades coligativas.
Propiedades coligativas de los electrolitos
Los electrolitos que contienen iones multicargados como Mg2+, Al3+, SO42y PO43- tienen mayor tendencia a formar pares iónicos que los electrolitos como el NaCl que consta de iones de una sola carga.
Propiedades coligativas de electrolitos
En la tabla se muestran algunos valores de i medidos experimentalmente y los valores calculados suponiendo disociación completa.
Son muy parecidos pero no idénticos, lo que indica que es apreciable la formación de pares iónicos en disoluciones de esa concentración.
Ejercicios
La presión osmótica de una disolución 0.010 M de yoduro de potasio a 25ºC es 0.465 atm. Calcule el factor de Van´t Hoff para el KI a esta concentración.
Ejercicios
Considerar disoluciones acuosas 0.10 m de los siguientes solutos y ordenarlos de manera creciente con respecto a su punto de ebullición:
C6H12O6 HC2H3O2 CrCl3 Al2(SO4)3 Na2CO3
Ejercicios
Se tiene una solución acuosa de CaCl2 que congela a -0.530ºC, cuál será el punto de ebullición de esa solución?
Ke agua = 0.513 ºC Kg/mol Kc agua = 1.86 ºC Kg/mol