Propiedades coligativas

Propiedades coligativas Se ha establecido, mediante estudios teóricos y experimentales que los líquidos poseen propiedades físicas características. Cuando un soluto y un solvente dan origen a una solución , la presencia del soluto determina un cambio de estas propiedades con relación a las propiedades del solvente puro. Dichos cambios se conocen como propiedades de la solución. Estas propiedades se pueden clasificar en dos grupos:

Propiedades de la solución Propiedades constitutivas Propiedades coligativas o colectivas

Propiedades constitutivas: Son aquellas que dependen de la naturaleza de las partículas disueltas. Por ejemplo: la viscosidad, la densidad, la conductividad eléctrica. Propiedades coligativas o colectivas: Son aquellas que dependen del número de partículas (moléculas, átomos o iones) disueltas en una cantidad fija de solvente y no de la naturaleza de estas partículas. Estas son: Descenso de la presión de vapor Aumento de la temperatura de ebullición Disminución del punto de congelación Presión Osmótica.

Importancia de las propiedades coligativas Las propiedades coligativas tienen gran importancia en la vida común así como también en las disciplinas científicas y tecnológicas, entre otras cosas permite: Separar los componentes de una solución a través de la destilación fraccionada. Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes como las usadas en los radiadores de los automóviles. Determinar masas molares de solutos desconocidos. Formular sueros y soluciones fisiológicas Formular caldos de cultivo para microorganismos específicos. Formular soluciones de nutrientes especiales para regadíos de vegetales.

Destilación fraccionada Anticongelante suero fisiológico Caldo de cultivo

Propiedades coligativas Descenso de la presión de vapor Aumento del punto de ebullición Disminución del punto de congelación Presión Osmótica

Disminución de la presión de vapor Una de las características de los líquidos es su capacidad de evaporarse, es decir, la tendencia de las partículas de la superficie del líquido a salir de esta fase y formar el vapor. Recordemos que no todas las partículas tienen la misma energía cinética; es decir ,no todas se mueven a la misma velocidad. A una determinada temperatura siempre la presión de vapor del solvente (P1) en una solución es menor que la presión de vapor del solvente puro (P01) y esta disminución es directamente proporcional a la fracción molar del solvente (X1) P1 = X1 x P01

La figura muestra comparativamente el líquido puro y su solución La figura muestra comparativamente el líquido puro y su solución. En el líquido puro el equilibrio entre la evaporación y la condensación, determina una mayor cantidad de moléculas en la fase vapor. En tanto que en la solución al no evaporarse el soluto, sus moléculas inhiben la salida de una mayor cantidad de moléculas hacia la fase vapor, debido a las interacciones ente soluto y solvente. En consecuencia, se reduce la presión de vapor del solvente en la solución.

Aumento del punto de ebullición El punto de ebullición de un líquido ocurre cuando la presión de vapor de éste se iguala a la presión atmosférica. Cuando una solución es calentada , debido a que su presión de vapor es más baja que el solvente puro, hay que elevar más la temperatura para hacerla hervir. El aumento del punto de ebullición de la solución (Te) respecto al solvente puro (Te0) es proporcional a la concentración molal del soluto. Matemáticamente: Te = Ke x M donde: Te = Te - Te0 ; Ke = constante ebulloscópica ; M= molalidad

Disminución del punto de congelación La solidificación de un disolvente se producirá cuando éste rompa sus interacciones con el soluto disuelto y se enlace nuevamente como si estuviera puro. Para ello la temperatura debe bajar más que el punto en el cual el solvente se congelaría puro por lo tanto, el punto de congelación de una solución es siempre más bajo que el del disolvente solo y directamente proporcional a la concentración del soluto. Matemáticamente: Tc = Tc0B - TAB

Tc = Diferencia de congelación del solvente y la solución Tc0B = Punto de congelación del solvente puro TAB = Punto de congelación de la solución. Experimentalmente, se observa que Tc es directamente proporcional a la concentración molal de la solución Tc = Kc x M donde: Kc = constante crioscópica M = molalidad.

Presión osmótica La osmosis es el movimiento de un solvente a través de una membrana de permeabilidad selectiva ( semipermeable); es decir que permite solo el paso del solvente pero impide el del soluto. En este caso, las moléculas pasan desde el solvente puro o solución diluida hacia una mas concentrada.

La presión que se debería aplicar sobre una solución para evitar el paso del solvente a través de la membrana , corresponde a la presión osmótica(π). La presión osmótica de una solución depende de la concentración molar de la solución y de la temperatura como lo indica la relación: π = C x R x T donde: π = presión osmótica C = concentración molar R = constante de los gases, 0,082 L x atm / mol x K T = temperatura en Kelvin.

Aplicaciones de la presión osmótica Desde el punto de vista biológico, las células pueden ingresar y eliminar sustancias a través de la membrana plasmática. El movimiento del agua a través de esta membrana genera la presión osmótica. Existen distintos tipos de soluciones a las cuales la célula puede ser expuesta: - Solución Isotónica Solución Hipotónica Solución Hipertónica

Solución Isotónica: Presenta la misma concentración de solutos que su medio interno. Solución Hipotónica: Contiene menor cantidad de solutos, por ende menor concentración que su medio interno. Solución Hipertónica: Contiene mayor cantidad de solutos, por ende mayor concentración que en el medio interno.

Ejemplos cotidianos Solución Hipotónica :Es aquella solución que contiene menor cantidad de solutos que su medio interno. Un ejemplo es el de los peces en el mar y de las verduras al aliñarse. Solución Isotónica: La sangre tiene la misma cantidad de sales que el suero fisiológico; por lo tanto este es una solución isotónica. Solución Hipertónica Es aquella que contiene mayor cantidad de solutos que su medio interno , los alimentos en conserva también son un medio hipertónico, como los frutos deshidratados y la carne salada (charqui).

soluciones hipotónicas

soluciones isotónicas

Soluciones hipertónicas

¿Qué le ocurre a una célula en estos medio?

Coloides. Los coloides son un tipo de mezcla heterogénea llamada dispersión , que tiene una fase dispersante y una fase dispersa. La fase dispersa es la que se encuentra en menor cantidad. La fase dispersante o medio dispersor es la que se encuentra en mayor cantidad. Existen distintos tipos de coloides dependiendo del tamaño de los átomos, la cantidad de éstos, la composición química.

Tipos de coloides Tipos de coloides emulsión espuma aerosol suspensión gel

Emulsión: Mezcla en la cual una fase líquida ( pequeñas gotas) se dispersan en un medio líquido. Espuma: Mezcla en el que un sólido se dispersa en un medio gaseoso. Aerosol: Mezcla en el que un líquido se dispersa en un medio gaseoso. Suspensión: Partículas pequeñas de un sólido o líquido dispersas en un medio liquido o gas. Sol: Coloide que consiste de partículas sólidas distribuidas en un medio líquido. Los colores que poseen dependen del tamaño de sus partículas. Gel: Pseudo sólido o masa fácilmente deformable en la cual las partículas enlazadas comprenden el medio disperso

Tipos de coloides Medio dispersor Fase dispersa Nombre Ejemplo gas liquido aerosol Bruma, niebla sólido Humo espuma Crema batida emulsión Mayonesa sol Leche magnesia Espumas plásticas gel Gelatina, mantequilla Sol- sólido Aleaciones, piedras preciosas

Ejemplos de los coloides