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Prof. Sergio Casas-Cordero E. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES.

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1 Prof. Sergio Casas-Cordero E. PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES

2 Propiedades Coligativas Son aquellas propiedades físicas de las soluciones que dependen más bien de la cantidad de soluto que de su naturaleza.

3 Cuatro son las propiedades Coligativas: ] Disminución de la presión de vapor ] Disminución del punto de congelación ] Aumento del punto de ebullición ] Presión osmótica

4 Disminución de la presión de vapor Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, la presión de vapor de éste en la solución disminuye. P solución < Pº solvente puro P = P° - P Pº = presión de vapor del solvente puro P = presión de vapor del solvente en la solución

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6 La presión de vapor ejercida por un líquido es proporcional a su fracción molar en la solución. Ley de Raoult

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8 P A = X A P° A P A : Presión de vapor del componente A X A : Fracción molar de A P° A : Presión de vapor de A puro

9 Para un soluto no volátil: P = P° A X B donde: P : Disminución de la presión de vapor X B : fracción molar del soluto B no volátil P° A : presión de vapor del solvente A puro

10 Fracción molar (X i ) Se define como la relación entre los moles de cada componente y los moles totales presentes en la mezcla. Si la mezcla contiene sólo un soluto (a) y un solvente (b), se tendrá:

11 Ejercicio: Calcule el descenso de la presión de vapor de agua, cuando se disuelven 5.67 g de glucosa, C 6 H 12 O 6, en 25.2 g de agua a 25°C. La presión de vapor de agua a 25°C es 23.8 mm Hg P = P° A X B = 23,8 x = 0,5236 mm de Hg

12 ... aplicación El naftaleno C 10 H 8, 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 CHCl 3, calcule el descenso de la presión de vapor del cloroformo a 20°C en presencia del naftaleno. La p de 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?

13 Para una solución ideal: Si los componentes son los líquidos A y B: P solución = P° A X A + P° B X B P solución : Presión de la solución ideal P° A y P° B : Presiones de vapor de A y B puros X A y X B : Fracciones molares de A y B

14 ... aplicación Una solución líquida consiste en 0,35 fracciones mol de dibromuro de etileno, C 2 H 4 Br 2, y 0,65 fracciones mol de dibromuro de propileno, C 3 H 6 Br 2. Ambos son líquidos volátiles; sus presiones de vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm Hg, respectivamente. Calcule la presión de vapor total de la solución. (143,1 mm Hg)

15 Presión de vapor del solvente (mm de Hg) 760 Sólido Líquido Gas T f T e Temperatura (°C) T f solución T f solvente puro Solución Solvente puro T e solvente puro T e solución DIAGRAMA PUNTO FUSIÓN Y PUNTO EBULLICIÓN SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN

16 DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de congelación de éste disminuye. T Congelación solución < Tº Congelación Solvente puro

17 T f = - K f m Donde: T f = Disminución del punto de congelación K f = Constante Crioscópica m = molalidad de la solución T f = T f solución - T f solvente

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19 DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN

20 AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de ebullición de éste aumenta. T Eb. solución > Tº Eb. solvente puro

21 Donde: T e = Aumento del punto de ebullición K e = Constante ebulloscópica m = molalidad de la solución T e = T e solución - T e solvente Te = Ke m

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23 AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

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25 Algunas propiedades de disolventes comunes solventeTebull. (ºC) Keb (ºCKg/mol) Tcong. (ºC) Kc (ºCKg/mool Agua Benceno Alcanfor fenol Ácido acético Tetracloruro de carbono etanol

26 ... aplicación Una solución acuosa de glucosa es m ¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de congelación de esta solución? (100,011 ºC y – 0,041 ºC) ¿Cuántos gramos de etilenglicol, CH 2 OHCH 2 OH, se deben adicionar a 37.8 g de agua para dar un punto de congelación de °C? (0,189 g) Se disolvió una muestra de g de fósforo blanco en 25.0 g de CS 2 Se encontró que la elevación del punto de ebullición de la solución de CS 2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del fósforo molecular? (Keb = 2,47) (127,38 g/mol)

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28 PRESIÓN OSMÓTICA Osmosis Normal Agua puraDisolución > P

29 PRESIÓN OSMÓTICA Agua puraDisolución P > Osmosis inversa P

30 Se define la presión osmótica como el proceso, por el que el disolvente pasa a través de una membrana semipermeable.

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32 Como n/V es molaridad (M), entonces: = M R T R = atm L / (mol K) Se expresa como:

33 Ejercicios 4 Una disolución contiene 1 g de hemoglobina disuelto en suficiente agua para formar 100 mL de disolución. La presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg. Calcular: a)La molaridad de la hemoglobina.(1,488x10 -4 M) b)La masa molecular de la hemoglobina.(67165,8 g/mol)

34 Ejercicios 4 ¿Qué presión osmótica ejercerá una solución de urea (NH 2 CONH 2 ) en agua al 1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g corresponde aproximadamente a 1 L de solución. (0,4 atm) 4 ¿Qué concentración en g/L habría de tener una solución de anilina en agua, para que su presión osmótica a 18ºC sea de 750 mm Hg? (PM= 93.12) (3,85 g/L)

35 Propiedades Coligativas de los electrolitos Un electrolito es una sustancia que disuelta en agua conduce la corriente eléctrica. (son electrolitos aquellas sustancias conocidas como ácidos, bases y sales). Para las disoluciones acuosas de electrolitos es necesario introducir en las ecuaciones, el factor i

36 Ejemplo Estimar los puntos de congelación de las disoluciones 0.20 molal de: a)KNO 3 (-0,74 ºC) b)MgSO 4 (-0,74 ºC) c)Cr(NO 3 ) 3 (-1,488 ºC) El punto de congelación del HF 0.20 m es -0.38ºC. ¿estará disociado o no? (NO ya que Cmolal desde la fórmula es la misma)

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