PROPIEDADES COLIGATIVAS DE SOLUCIONES QUÍMICAS

PROPIEDADES COLIGATIVAS DE SOLUCIONES QUÍMICAS

1. Se le denomina Coligativas a aquellas propiedades que no dependen de la naturaleza del soluto presente, sino del número de moléculas de soluto en reacción con el número total de estas presentes en la disolución, por adición de un soluto no volátil, aplicable al menos en soluciones diluidas.

2. PROPIEDADES COLIGATIVAS MAS COMUNES

   • DESCENSO DE LA PRESIÓN DE VAPOR: Cuando se prepara una solución con un solvente ¨puro¨ y un soluto NO VOLÁTIL (que no se transformará en gas -vapor-) y se mide su Presión de vapor, al compararla con la Presión de vapor de su solvente puro, se observa que la presión de vapor de la solución es MENOR que la presión de vapor del solvente. Esto es consecuencia de la presencia del soluto no volátil. A su vez, cuando compara las presiones de vapor de dos soluciones de igual composición y diferente concentración, veremos que aquella solución más concentrada tiene menor Presión de vapor.
   • DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACION : Ya que el soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos, como por ejemplo el líquido refrigerante de los motores de los automóviles tiene una base de agua pura, a presión atmosférica se congelaría a 0 °C dentro de las tuberías y no resultaría útil en lugares fríos. Entonces se le agregan ciertas sustancias químicas que hacen descender su punto de congelación.
     • Ecuación: ΔTf = Kf m - m es mol/kg - ΔTf es el descenso del punto de congelación y es igual a T - Tf, donde T es el punto de congelación de la solución y Tf es el punto de congelación del solvente puro. - Kf, es una constante de congelación del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86 ºC/m
     • APLICACIÓN: Cuando desea enfriar algo rápidamente haga una mezcla de hielo con sal o si tiene precaución alcohol. El punto de congelación bajará y el hielo se derretirá rápidamente. Pese a aparentar haberse perdido el frío la mezcla formada estará en realidad a unos cuantos grados bajo cero y será mucho más efectiva para enfriar que los cubos de hielo sólidos. El punto de congelación es la temperatura a la cual un líquido comienza a congelarse -transformarse en sólido-. Su valor coincide con el punto de fusión -cambio opuesto, pero en lugar de entregar energía para "congelarse", el sistema recibe energía para "fundirse" y volverse líquido.
   •  AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICION: Al agregar moléculas o iones a un solvente puro, la temperatura en el que este entra en ebullición es más alto. Por ejemplo, el agua pura a presión atmosférica hierve a 100°C, pero si se disuelve algo en ella el punto de ebullición sube algunos grados centígrados. Ecuación: ΔTb = Kb • m - m es mol/kg - ΔTb es el aumento del punto de ebullición y es igual a T - Tb, donde T es el punto de ebullición de la solución y Tb es el punto de ebullición del solvente puro. - Kb, es una constante de ebullición del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 0,52 ºC/m El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un solvente o solución iguala la Presión externa y comienza a observarse las moléculas de líquido transformarse en gas.
   • PRESIÓN OSMÓTICA: La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor hacia zonas demayor concentración de partículas. El efecto puede pensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida hacia una solución más concentrada, cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable. Ecuación: (también: π = (nRT) / V) en donde: - n es el número de moles de partículas en la solución. - R es la constante universal de los gases, donde R = 8.314472 J • K-1 • mol-1 - T es la temperatura en kelvins Teniendo en cuenta que n/V representa la molaridad (M) de la solución obtenemos: Al igual que en la ley de los gases ideales, la presión osmótica no depende de la carga de las partículas.

3. OTRAS PROPIEDADES COLIGATIVAS

   • AUMENTO EBULLOSCOPICO: Es la diferencia entre el punto de ebullición de un disolvente puro y una solución de este con un soluto a una concentración dada. Es directamente proporcional a la molalidad del soluto, o más precisamente, a la actividad del soluto, según la siguiente ecuación: aumento ebulloscopio= i x Kb x actividad - la actividad se expresa en mol/kg y se obtiene multiplicando la molalidad por el coeficiente de actividad. - Kb, constante de aumento ebulloscopio, característica de cada sustancia. - i es el factor de van't Hoff, tiene en cuenta la formación de iones en la solución, indica el número de partículas formadas por cada partícula de soluto que pasa a la solución.
   • DESCENSO CRIOSCOPICO: El descenso crioscópico, o depresión del punto de fusión, es la diferencia entre el punto de fusión de un solvente puro y una solución de este con un soluto a una concentración dada. Es directamente proporcional a la molalidad del soluto, o más precisamente, a la actividad del soluto, según la siguiente ecuación: descenso crioscópico= i x Kf x actividad - la actividad se expresa en mol/kg y se obtiene multiplicando la molalidad por el coeficiente de actividad. - Kf, es una propiedad coligativa, dada por RTf 2/ΔHf, donde R es la constante de los gases, y Tf es el punto de fusión normal del solvente y ΔHf es el calor de fusión por kilogramo del solvente. - Kf para el agua es 1.858 K•kg/mol (o más comúnmente usado, 1.858 C/m) lo que significa que por cada mol de soluto disuelto en un kilogramo de agua, la depresión del punto de fusión 1.858 kelvin.

4. Las propiedades Coligativas tienen tanta importancia en la vida común como en las disciplinas científicas y tecnológicas y su correcta aplicación permite

   • Separar los componentes de una solución por un método llamado destilación fraccionada.
   • Determinar masas molares de solutos desconocidos.
   • Formular sueros o soluciones fisiológicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino en los organismos animales o que permitan corregir unas anomalías del mismo.  Formular soluciones de nutrientes para regadíos de vegetales en general.