DISOLUCIONES

Propiedades coligativas de las soluciones

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Las propiedades coligativas son propiedades que dependen sólo del número de partículas del soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas del soluto. Disminución de presión de vapor Elevación del punto de ebullición Disminución del punto de congelación Presión osmótica (π) Son propiedades coligativas:

Presión de vapor de un líquido Espacio vacio Vacío En equilibrio Líquido Antes de la evaporación

Tasa de condensación evaporación = Equilibrio dinámico La presión de vapor en equilibrio es la presión de vapor medida cuando existe un equilibrio dinámico entre la condensación y la evaporación. H2O (l) H2O (g) Tasa de condensación evaporación = Equilibrio dinámico

Presión de vapor del agua a varias temp Temperatura Presión de ºC vapor- mmHg

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Disminución de la presión de vapor Presión de vapor en equilibrio Solvente puro + soluto no volátil (disolución) Presión de vapor en equilibrio Solvente puro

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Disminución de la presión de vapor (Solvente + soluto no volátil) P 1 = presión de vapor del solvente en la disolución Ley de Raoult P1 = X1 P 1 P 1 = presión de vapor del solvente puro X1 = fracción molar del solvente Si la solución contiene únicamente un soluto: X1 = 1 – X2 X2 = fracción molar del soluto P 1 - P1 = DP = X2

Se prepara una disolución al disolver 218 g de glucosa (180 Se prepara una disolución al disolver 218 g de glucosa (180.2 g/mol) en 460 mL de agua a 30 ºC. Cual es la presión de vapor del solvente en la disolución? Cual es la disminución de la presión de vapor ? Datos para agua pura: Presión de vapor a 30 ºC = 31.82 mmHg Densidad a 30 ºC = 1.00 g/mL P1 = X1 P 1 DP = X2 P 1 n1 (agua) = = 25.5 mol 1.00 g 1.0 mL x 1 mol 18.02 g 460 mL n2 (glucosa) = = 1.21 mol x 1 mol 180.2 g 218 g P1 = 0.995 x 31.82 mmHg = 30.4 mmHg X1 = 25.5 mol 25.5 mol + 1.21 mol = 0.955 DP = 0.045 x 31.82 mmHg = 1.4 mmHg X2 = 1 - 0.955 = 0.045

Calcule la presión de vapor de una disolución preparada al disolver 82 Calcule la presión de vapor de una disolución preparada al disolver 82.4 g de úrea (60.06 g/mol) en 212 mL de agua a 30 ºC. Cual es la disminución de la presión de vapor ? Datos para agua pura: Presión de vapor a 30 ºC = 31.82 mmHg Densidad a 30 ºC = 1.00 g/mL P1 = X1 P 1 DP = X2 P 1 n1 (agua) = = 11.76 mol 1.00 g 1.0 mL x 1 mol 18.02 g 212 mL n2 (úrea) = = 1.37 mol 60.06 g 82.4 g X1 = 11.76 mol 11.76 mol + 1.37 mol P1 = 0.896 x 31.82 mmHg = 28.5 mmHg = 0.896 DP = 0.104 x 31.82 mmHg = 3.31 mmHg X2 = 1 - 0.896 = 0.104

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Disminución de la presión de vapor (A y B, ambos componentes volátiles) PA = XA PA0 PB = XB PB0 Presión de A puro Presión de B puro PA y PB son las presiones parciales de los componentes A y B PT = PA + PB PT = XA PA0 + XB PB0 Presión total De la disolución de A + B

Ej. Consideremos una disolución formada por 1 mol de benceno y 2 moles de tolueno. El benceno presenta una presión de vapor P0 de 75 mmHg y el tolueno una P0 de 22 mmHg a 20°C. ¿Cuál es la Presión de vapor de la mezcla? Respuesta: La fracción molar de benceno y tolueno serán: Xbenceno = 1 / (1+2) = 0,33 Xtolueno = 2 /(1+2) = 0,67 Las presiones parciales serán: Pbenceno = 0,33 x 75 mmHg = 25 mmHg PTolueno = 0,67 x 22 mmHg = 15 mmHg PT = 25 mmHg + 15 mmHg = 40 mmHg

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Elevación del punto de ebullición El punto de ebullicion de una disolucion es la temperatura a la cual su presión de vapor iguala a la presión atmosférica externa m = concentración molal de la disolución DTb = Kb m Kb = constante molal de elevación del punto de ebullición Elevación del punto de ebullición DTb = Tb – Tb0 punto de ebullición de la disolución punto de ebullición del solvente puro Tb = Tb0 + DTb

Propiedades coligativas de soluciones no electrolíticas Disminución del punto de congelación El punto de congelación de una disolucion es la temperatura a la cual el líquido se encuentra en equilibrio con el sólido DTf = Kf m m = concentración molal de la disolución Kf = constante molal de disminución del punto de congelación Disminución del punto de congelación DTf = Tf0 – Tf punto de congelación del solvente puro punto de congelación de la disolución Tf = Tf0 - DTf

DTf = Kf m DTf = Kf m = 1.86 0C/m x 2.41 m = 4.48 0C DTf = T f – Tf ¿Cuál es el punto de congelación de una solución que contiene 478 g de etilenglicol (anticongelante) en 3202 g de agua? La masa molar del etilenglicol es 62.01 g. Para el agua: Kf = 1.86 ºC/m DTf = Kf m = 3.20 kg solvente 478 g x 1 mol 62.01 g m = moles del soluto masa del solvente (kg) = 2.41 m DTf = Kf m = 1.86 0C/m x 2.41 m = 4.48 0C DTf = T f – Tf Tf = T f – DTf = 0.00 0C - 4.48 0C = -4.48 0C Calcule el punto de ebullición de la misma solución. R: 101.3 °C

Presión osmótica (p ) p = MRT M es la molaridad de la solución Transferencia neta de solvente Después de algunos días alta P baja P p = MRT M es la molaridad de la solución R es la constante de los gases ideales (0.0821 Latm / Kmol) T es la temperatura (en K)

Cual es la presion osmótica (en atm) de una disolución de sacarosa 0 Cual es la presion osmótica (en atm) de una disolución de sacarosa 0.884 M a 16 °C?. R: 20.97 atm La presion osmótica de una disolucion de úrea es 30 atm a 25ºC. Calcule la concentracion molar de dicha solución. R: 1.23 M

Resumen de propiedades coligativas de Soluciones no electrolíticas Las propiedades coligativas son propiedades que dependen sólo del número de partículas del soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas del soluto. Disminución de presión de vapor DP = X2 P 1 Elevación del punto de ebullición DTb = Kb m Disminución del punto de congelación DTf = Kf m Presión osmótica (pi) p = MRT

Propiedades coligativas de soluciones electrolíticas (Factor de Van’t Hoff) 0.1 m solución NaCl 0.1 m iones Na+ y 0.1 m iones Cl- Las propiedades coligativas son propiedades que dependen sólo del número de partículas del soluto. 0.1 m solución NaCl 0.2 m iones en solución Factor van’t Hoff (i) = número real de partículas en solución después de disociación número de unidades de fórmula inicialmente disueltas en solución i debe ser Para no electrolitos 1 Para NaCl 2 Para CaCl2 3

Propiedades coligativas de soluciones electrolíticas (Factor de Van’t Hoff) Elevación del punto de ebullición DTb = i Kb m Disminución del punto de congelación DTf = i Kf m Presión osmótica (p) p = i MRT

Cual es la presion osmótica (en atm) de una disolución de CaCl2 0 Cual es la presion osmótica (en atm) de una disolución de CaCl2 0.884 M a 16 °C?. R: 62.9 atm

Empleo de las propiedades coligativas en la determinación de la masa molar Una muestra de 7.85 g de un compuesto con la fórmula empírica C5H4 se disuelve en 301 g de benceno. El punto de congelación de la disolución es de 1.05°C por debajo del punto de congelación del benceno puro. ¿Cuál será la masa molar y la fórmula molecular de este compuesto?. Δ

Empleo de las propiedades coligativas en la determinación de la masa molar Se prepara una disolución disolviendo 35.0 g de hemoglobina (Hb) en suficiente agua para obtener un volumen de 1 L. Si la presión osmótica de la disolución es de 10.0 mmHg a 25°C, calcule la masa molar de la hemoglobina.?. = 6.51 x 104 g/mol

Empleo de las propiedades coligativas en la determinación de la masa molar Ejercicios de práctica. Una disolución de 0.85 g de un compuesto orgánico en 100.0 g de benceno tiene un punto de congelación de 5.16°C. ¿Cuál es la molalidad de la disolución y la masa molar del soluto?. Una disolución de 202 mL de benceno que contiene 2.47 g de un polímero orgánico tiene una presión osmótica de 8.63 mmHg a 21°C. Calcule la masa molar del polímero.?.