Propiedades coligativas Solución : A s (volátil) + B s (no volátil, no solidifica, no electrolito o electrolito) Son las propiedades de las soluciones diluidas que dependen del número de partículas de soluto por unidad de volumen de solución. Son propiedades coligativas: descenso relativo de la presión de vapor descenso crioscópico ascenso ebulloscópico presión osmótica Universidad de la Plata. Cátedra Biofísica

Características comunes de las propiedades coligativas Son una consecuencia de la reducción del potencial químico del disolvente que resulta que resulta de la presencia de un soluto no volátil. No existe una influencia directa del soluto sobre el potencial químico del vapor del solvente ni del solvente sólido, ya que el soluto no aparece ni en fase vapor , ni en fase sólida. Utilización de las propiedades coligativas Determinación de la masa molar del soluto.

Disminución de la presión de vapor Soluto no volátil: contribución despreciable a la presión de vapor de la disolución. Si la presión de vapor no es despreciable a la temperatura de la disolución, su X será lo suficientemente pequeña como para ignorar su contribución. Presión de la solución se debe sólo al componente A (solvente).

PA = xA P*A PA = (1 - xB ) P*A PA = P*A - xB P*A PA - P*A = - xB P*A Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito) PA = xA P*A PA = (1 - xB ) P*A PA = P*A - xB P*A PA - P*A = - xB P*A P*A - PA = xB P*A DP = xB P*A DP independiente de la naturaleza de B. Sólo depende de la x en la solución.

Disminución de la presión de vapor (s. no electrolito) Origen entrópico Al añadir el soluto (oscuros en b), el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.

Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito) Temperatura Solvente Puro Solución p0 p T0 T Aumento del punto de ebullición Descenso de la presión de vapor Punto de ebullición solvente: Temperatura a la que la presión de vapor del líquido es igual a la presión externa. la presión de vapor del solvente en solución disminuye aumenta el punto de ebullición del solvente en solución

Elevación del punto de ebullición: ascenso ebulloscópico solvente puro solvente con soluto (no volátil) Vapor Líquido X1 = 1 X1 < 1 <

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) en solución Origen: modificación del potencial químico del solvente

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) solución puro constante, T-To (T) pequeño T pequeño T  To

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) Solución diluida fracción molar del soluto propiedades del solvente

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito) Temperatura Solvente Puro Solución p0 p T0 T Aumento del punto de ebullición Descenso de la presión de vapor T – T* solvente soluto constante ebulloscópica: TABLAS ó CALCULO

Descenso del punto de congelación: descenso crioscópico (st Descenso del punto de congelación: descenso crioscópico (st. no electrolito) La disminución del m estabiliza la solución y hace menor la tendencia de A a congelar, separándose de la disolución. Origen: modificación del potencial químico del solvente en presencia de un soluto que no solidifica T* – T constante crioscópica: TABLAS ó CALCULO

Agua Solución 1 Presión (atm) 1 100  Tc  Te Líquido Hielo Vapor  Tc  Te Temperatura (°C)

Ósmosis - Presión Osmótica

Ósmosis El flujo de solvente desde una solución diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable recibe el nombre de ósmosis. Una membrana semipermeable permite el pasaje de solvente y no de solutos. Baja concentración de soluto Alta concentración

Presión osmótica Membrana semipermeable Presión osmótica La presión osmótica, p, es la presión que se debe aplicar sobre la disolución para detener el flujo de disolvente.

Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito) sc diluida Balancea el flujo de disolvente

Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito) sc.diluida molaridad conc. st. g L-1 masa molar st

Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones Propiedad de la membrana en el sentido de dejar pasar el solvente y no el soluto. Soluciones isotónicas ó isosmoticas: las que tienen la misma presión osmótica que la sangre. NaCl 150 mM No hemólisis Solucion isotónica

Hemólisis instantánea Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones Soluciones hipotónicas ó hiposmóticas: las que tienen menor presión osmótica que la sangre. Agua destilada Hemólisis instantánea Solución hipotónica

Crenación Solucion hipertónica Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones Soluciones hipertónicas ó hiperosmóticas: las que tienen mayor presión osmótica que la sangre. NaCl 300 mM Crenación Solucion hipertónica

Propiedades coligativas Determinación de la masa molar del soluto Método ebulloscópico: se determina experimentalmente T de ebullición de la solución. Método crioscópico: se determina experimentalmente T de solidificación de la solución. Presión osmótica: se determina experimentalmente altura h de ascenso de la solución. A partir de crioscopía se obtiene un cambio de T mayor respecto de ebulloscopía, pero ambos son pequeños, es decir, medidas poco confiables porque pueden conducir a error. La altura h de presión osmótica es una medida mas fácil de medir, por lo tanto mas confiable que conduce a menos error.

Propiedades coligativas SOLUTO ELECTROLITO: fuerte, débil Propiedades coligativas: función del numero de partículas de soluto en solución Factor i de Van´t Hoff Es el número de especies químicas (partículas) obtenidas en la solución por molécula de soluto Partículas activas = i . Concentración i = 1 El soluto no sufre modificaciones i > 1 El soluto sufre disociación molecular

i = Factor i de Van´t Hoff AxBy xAz+ + yBz- Numero real de partículas en solución Numero de partículas en solución antes de la disociación i = Electrolito débil Electrolito fuerte AxBy xAz+ + yBz- N 0 0 N(1-a) Nxa Nya x + y i = N ( 1-) + N (x + y) =  i = N N N: numero de moles iniciales estequiométricos del electrolito i = 1- + 

Teb = Keb (i m2) P = i xB P*A Tc = Kc (i m2) = RT (i C2) M2 Propiedades coligativas para cualquier tipo de soluto: electrolito / no electrolito Teb = Keb (i m2) P = i xB P*A Tc = Kc (i m2) = RT (i C2) M2 Propiedades coligativas para soluciones reales P = aB P*A Tc = Kc a2 Teb = Keb a2 = RT a2