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PROPIEDADES COLIGATIVAS Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química.

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1 PROPIEDADES COLIGATIVAS Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante Jorge Pacheco R. Profesor de Biología y Química

2 PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES APRENDIZAJES ESPERADOS: Calculan las propiedades coligativas de las disoluciones relacionadas con la presión de vapor. Describen el fenómeno de la osmosis y cómo afecta a las disoluciones químicas. Calculan la importancia de la presión osmótica para el desarrollo de los seres vivos y algunos procesos industriales.

3 PREGUNTAS PREVIAS 1.20 g de NaCl en 600 g de agua. ¿Cuál es la molalidad de la disolución si la masa molar del NaCl es 58,5 g/mol? n NaCl = 20 g 58,5 g/mol n = 0,34 mol NaCl SI: 0,34 mol NaCl = X mol NaCl 600 g disolvente1000 g disolvente X = 0,57 m.

4 PREGUNTAS PREVIAS 2.Si se disuelven 10 g de NaCl en 500 g de Agua. ¿Cuál es la Fracción Molar del soluto y del solvente respectivamente, si se sabe que la masa molar del NaCl es 58,5 g/mol y del H 2 O es 18 g/mol? n NaCl = 10 g 58,5 g/mol n NaCl = 0,17 mol n H 2 O = 500 g 18 g/mol n H 2 O = 27,78 mol X NaCl = 0,17 27,78 + 0,17 X NaCl = 0,006 X H 2 O = 27,78 27,78 + 0,17 X H 2 O = 0,994

5 PREGUNTAS PREVIAS 3.¿Qué temperatura en escala Kelvin corresponde 20°Celcius? K = °C K = 20°C K = 293

6 PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES

7 ¿Qué son las propiedades coligativas? PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES Corresponde a las modificaciones que sufren algunas de las propiedades del solvente en disolución como son: la presión de vapor, ascenso del punto de ebullición, descenso del punto de congelación y la presión osmótica Estas propiedades dependen solo de la concentración del soluto y no de su naturaleza.

8 ¿Qué es la presión de vapor? DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR La presión de vapor es la presión que ejerce la fase gaseosa sobre la fase líquida y paredes del recipiente, en un estado de equilibrio dinámico entre ambas fases.

9 Según la presión de vapor, ¿cómo se clasifica los líquidos? DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR Los líquidos pueden ser volátiles y no volátiles. Los líquidos volátiles, poseen presión de vapor elevado a temperatura ambiente. Los líquidos no volátiles, poseen presión de vapor bajo a temperatura ambiente.

10 DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR Lee el siguiente texto y responde: DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

11 ¿Qué sucede con la presión de vapor del solvente al adicionar un soluto? DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR Produce la disminución de su presión de vapor. ¿Cuál es el significado de P= P°. X? Significa que la presión parcial ejercida por el vapor del solvente sobre una disolución (P) es igual al producto de la fracción molar del solvente en la disolución (X) por la presión de vapor del solvente puro (P°).

12 EJEMPLO Un combustible está formado por 10 mol de octano y 5 mol de heptano. Las presiones de vapor (Pº) del octano y del heptano a 20 ºC son 10,45 mmHg y 35,5 mmHg, respectivamente. Determina la presión de vapor parcial y total a 20ºC. X octano = X octano = 0,67 X heptano = X heptano = 0,33 P = P°. X P oct = P°oct. XoctP oct = 10,45 mmHg. 0,67 P oct = 7 mmHg

13 EJEMPLO Un combustible está formado por 10 mol de octano y 5 mol de heptano. Las presiones de vapor (Pº) del octano y del heptano a 20 ºC son 10,45 mmHg y 35,5 mmHg, respectivamente. Determina la presión de vapor parcial y total a 20ºC. P hep = P°hep. XhepP hept = 35,5 mmHg. 0,33 P hept = 11,7 mmHg P total = P octano + P heptano P total = (7 + 11,7) mmHg P total = 18,7 mmHg

14 EJERCICIOS 1.Un mol de glucosa se agrega a 10 moles de agua a 25 ºC. Si la presión de vapor del agua pura a esta temperatura es de 23,8 mmHg, ¿cuál será la presión de vapor de la mezcla? X glucosa = X glucosa = 0,09 X H 2 O = X H 2 O = 0,91 P = P°. X P H 2 O = P° H 2 O. X H 2 OP H 2 O = 23,8 mmHg. 0,91 P H 2 O = 21,66 mmHg

15 EJERCICIOS 2.A 100 ºC la presión de vapor del agua es 760 mmHg. ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución preparada a partir de 30 g de etilenglicol con 80 g de agua? ( C 2 H 6 O 2 = 62 g/mol). n C2H6O2n C2H6O2 = 30 g 62 g/mol n C 2 H 6 O 2 = 0,48 mol n H 2 O = 80 g 18 g/mol n H 2 O = 4,44 mol XC2H6O2XC2H6O2 = 0,48 4,44 + 0,48 X C 2 H 6 O 2 = 0,098 X H 2 O = 4,44 4,44 + 0,48 X H 2 O = 0,902

16 P H 2 O = P° H 2 O. X H 2 O P H 2 O = 760 mmHg. 0,902 P H 2 O = 685,5 mmHg EJERCICIOS 2.A 100 ºC la presión de vapor del agua es 760 mmHg. ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución preparada a partir de 30 g de etilenglicol con 80 g de agua? ( C 2 H 6 O 2 = 62 g/mol).

17 ¿Qué es el punto de ebullición? AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN El punto de ebullición (P eb ) corresponde a la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica.

18 CONSTANTES EBULLOSCÓPICA

19 Cuando un solvente parte de una disolución, sus moléculas tienen menor posibilidad de pasar al estado gaseoso, ya que las moléculas de soluto en la superficie reduce el número de moléculas de solvente que se evapora; así, su presión de vapor es menor que si estuviese en estado puro. En consecuencia, una solución con un soluto no volátil, igualará su presión de vapor a la presión atmosférica, a una temperatura mayor que el solvente puro y aumentando de esta manera su punto de ebullición. AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

20 EJEMPLO Determina la temperatura de ebullición (Teb) de una disolución el cual contiene 8 mol de NaCl en 7000 g de agua (T°eb H 2 O = 100 °C; Keb H 2 O= 0,52 °C/m) T eb = K eb. mT eb (H 2 O) = Keb. m T eb (H 2 O) = 0,52°C/m. 1,143 m SI: 8 mol NaCl = X mol NaCl 7000 g disolvente1000 g disolvente X = 1,143 m. T eb (H 2 O) = 0,59°C

21 EJEMPLO Determina la temperatura de ebullición (Teb) de una disolución el cual contiene 8 mol de NaCl en 7000 g de agua (T°eb H 2 O = 100 °C; Keb H 2 O= 0,52 °C/m) T eb = T eb - T° eb T eb (H 2 O) = ( ,59)°C T eb (H 2 O) = 100,59°C

22 EJERCICIO ¿Cuál es la temperatura de ebullición de una disolución preparada a partir de 0,4 mol de sacarosa (C 12 H 22 O 11 ) en 250 g de agua? T eb (H 2 O) = Keb. m T eb (H 2 O) = 0,52°C/m. 1,6 m Si: 0,4 mol C 12 H 22 O 11 = X mol C 12 H 22 O g H 2 O1000 g H 2 O X = 1,6 m. T eb (H 2 O) = 0,83°C

23 EJERCICIO ¿Cuál es la temperatura de ebullición de una disolución preparada a partir de 0,4 mol de sacarosa (C 12 H 22 O 11 ) en 250 g de agua? T eb = T eb - T° eb T eb (H 2 O) = ( ,83)°C T eb (H 2 O) = 100,83°C

24 ¿Qué es el punto de congelación? DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN El punto de congelación (Pc) es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido coincide con la presión de vapor del sólido, es decir, el líquido se convierte en sólido.

25 CONSTANTES CRIOSCÓPICA

26 DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN Cuando el agua de una disolución alcanza el punto de congelación, sus moléculas se enlazan, rompiendo las interacciones con el soluto disuelto. Esto ocasiona un descenso de la presión de vapor y, por lo mismo, una disminución en el punto de congelación en relación con el solvente puro (0°C).

27 EJEMPLO Un químico preparó una disolución anticongelante para automóviles a partir de 4 mol de etilenglicol (C 2 H 6 O 2 ) y 750 g de agua. ¿Cuál será el punto de congelación de la disolución? (T°c H 2 O= 0°C; Kc H 2 O= 1,86 °C/m) T c = K c. mT c (H 2 O) = Kc. m T c (H 2 O) = 1,86°C/m. 5,3 m Si: 4 mol C 2 H 6 O 2 = X mol C 2 H 6 O g H 2 O1000 g H 2 O X = 5,3 m. T c (H 2 O) = 9,9°C

28 T c = T c ° - T c T c (H 2 O) = (0 – 9,9)°C T c (H 2 O) = – 9,9°C EJEMPLO Un químico preparó una disolución anticongelante para automóviles a partir de 4 mol de etilenglicol (C 2 H 6 O 2 ) y 750 g de agua. ¿Cuál será el punto de congelación de la disolución? (T°c H 2 O= 0°C; Kc H 2 O= 1,86 °C/m)

29 EJERCICIO ¿Cuál es el punto de congelación de una disolución preparada a partir de 2 mol de sacarosa (C 12 H 22 O 11 ) en 350 g de agua? (T°c H 2 O= 0°C; Kc H 2 O= 1,86 °C/m) T c = K c. mT c (H 2 O) = Kc. m T c (H 2 O) = 1,86°C/m. 5,7 m Si: 2 mol (C 12 H 22 O 11 ) = X mol (C 12 H 22 O 11 ) 350 g H 2 O1000 g H 2 O X = 5,7 m. T c (H 2 O) = 10,6°C

30 T c = T c ° - T c T c (H 2 O) = (0 – 10,6)°C T c (H 2 O) = – 10,6°C EJERCICIO ¿Cuál es el punto de congelación de una disolución preparada a partir de 2 mol de sacarosa (C 12 H 22 O 11 ) en 350 g de agua? (T°c H 2 O= 0°C; Kc H 2 O= 1,86 °C/m)

31 PRESIÓN OSMÓTICA ¿Qué es la Osmósis? Es el paso de un solvente desde la disolución más diluida hacia la más concentrada mediante una membrana semipermeable.

32 PRESIÓN OSMÓTICA Presión que ejerce una disolución sobre la membrana semipermeable y que detiene la osmósis. ¿Qué es la Presión Osmótica?

33 PRESIÓN OSMÓTICA = M. R. T Donde: : Presión Osmótica (atmósfera). M: Molaridad de la disolución (mol/L). R: Constante de los gases (0,082 L. atm/mol. K). T: Temperatura absoluta (Kelvin).

34 EJEMPLO Determina la presión osmótica de una disolución de sacarosa 0,10 mol/L en contacto con agua pura, a 20ºC = 293 K = 0,10 (mol/L). 0,082 (L. atm/mol. K). 293 K = M. R. T = 2,4 atm

35 EJEMPLO ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C? = M. R. T X = 0,00684 atmósfera Sabiendo que: 760 mmHg = 5,20 mmHg 1 atmósferaX atmósfera = 298 K

36 EJEMPLO ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C? = M. R. T M = R. T M = 0,00684 atm 0,082(L. atm/mol. K). 298 K M = 0,00028 mol/litro

37 ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución que contiene 0,05 mol/L de glicerina a 25ºC? = 298 K = 0,05 (mol/L). 0,082 (L. atm/mol. K). 298 K = M. R. T = 1,22 atm EJERCICIO

38 ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución acuosa de urea ((NH 2 ) 2 CO) 1,36 M a 22ºC? = 295 K = 1,36 (mol/L). 0,082 (L. atm/mol. K). 295 K = M. R. T = 32,898 atm EJERCICIO

39 ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C? X= 0,0735 atmósfera Sabiendo que: 760 mmHg = 55,87 mmHg 1 atmósferaX atmósfera = 298 K EJERCICIO

40 = M. R. T M = R. T M = 0,0735 atm 0,082(L. atm/mol. K). 298 K M = 0,003 mol/litro EJERCICIO ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C?

41 PREGUNTAS 1.Menciona dos ejemplos de un líquido volátil y un liquido no volátil. 2.¿Cómo se relaciona la disminución de la presión de vapor con el aumento del punto de ebullición? 3.¿Qué mecanismos de defensa ante las bajas temperaturas desarrollan los seres vivos? 4.Explica los siguientes enunciados argumentando a partir de la propiedad coligativa correspondiente. A)El combustible líquido de un encendedor sale en forma de gas. B)El metanol se puede utilizar como anticongelante en los radiadores de los vehículos, pero no se debe sacar en verano. (Punto de ebullición del metanol: 65 °C). C)Al adicionar sal a una cacerola con agua hirviendo esta deja de ebullir.

42 DESAFIO Una disolución que contiene 0,8330 g de un polímero de estructura desconocida en 170 mL de un solvente orgánico mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C. ¿Cuál es la masa molar del polímero?

43 Muchas Gracias Colegio Andrés Bello Chiguayante Colegio Andrés Bello Chiguayante


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