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PROPIEDADES COLIGATIVASDE LAS
SOLUCIONES
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Propiedades Coligativas
Son aquellas propiedades físicas de las soluciones que dependen más bien de la cantidad de soluto que de su naturaleza.
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Cuatro son las propiedades Coligativas:
Disminución de la presión de vapor Disminución del punto de congelación Aumento del punto de ebullición Presión osmótica
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Disminución de la presión de vapor
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, la presión de vapor de éste en la solución disminuye.
P solución < Pº solvente puro
P = P° - PPº = presión de vapor del solvente puro
P = presión de vapor del solvente en la solución
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La presión de vapor ejercida por un líquido es proporcional a su fracción molar en la solución.
Ley de Raoult
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Ley de Raoult
PA = XA P°A
PA : Presión de vapor del componente A
XA : Fracción molar de A
P°A : Presión de vapor de A puro
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Para un soluto no volátil:
P = P°A XB
donde:
P : Disminución de la presión de vapor
XB : fracción molar del soluto B no volátil
P°A : presión de vapor del solvente A puro
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Fracción molar (Xi)
Se define como la relación entre los moles de cada componente y los moles totales presentes en la mezcla.
Si la mezcla contiene sólo un soluto (a) y un solvente (b), se tendrá:
(b)solventedemoles(a)solutodemoles(a)solutodemoles
aX
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Ejercicio:Calcule el descenso de la presión de vapor de agua, cuando se disuelven 5.67 g de glucosa, C6H12O6, en 25.2 g de agua a 25°C. La presión de vapor de agua a 25°C es 23.8 mm Hg
moles 1,4g/mol 18
g 25,2 solvente de moles
mol 0,0315 soluto de moles g/mol 180
g 5,67
MM
masasoluto de moles
moles 1,4) (0,0315
moles 0,0315
totales moles
soluto moles χsoluto
0,022 soluto X
P = P°A XB = 23,8 x 0.022 = 0,5236 mm de Hg
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... aplicación
El naftaleno C10H8, se utiliza para hacer bolas para combatir la polilla. Suponga una solución que se hace disolviendo 0,515 g de naftaleno en 60,8 g de cloroformo CHCl3, calcule el descenso de la presión de vapor del cloroformo a 20°C en presencia del naftaleno. La p de v del cloroformo a 20°C es 156 mm Hg. Se puede suponer que el naftaleno es no volátil comparado con el cloroformo. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?
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Para una solución ideal:
Si los componentes son los líquidos A y B:
Psolución = P°A XA + P°B XB
Psolución : Presión de la solución ideal
P°A y P°B : Presiones de vapor de A y B puros
XA y XB : Fracciones molares de A y B
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... aplicación
Una solución líquida consiste en 0,35 fracciones mol de dibromuro de etileno, C2H4Br2, y 0,65 fracciones mol de dibromuro de propileno, C3H6Br2. Ambos son líquidos volátiles; sus presiones de vapor a 85°C son 173 mm Hg y 127 mm Hg, respectivamente. Calcule la presión de vapor total de la solución. (143,1 mm Hg)
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Pre
sión
de
vap
or d
el s
olve
nte
(mm
de
Hg)
760
SólidoLíquido
Gas
Tf Te
Temperatura (°C)
Tf solución Tf solvente puro
Solución
Solvente puro
Te solvente puro Te solución
DIAGRAMA PUNTO FUSIÓN Y PUNTO EBULLICIÓN SOLVENTE PURO - SOLUCIÓN
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DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de congelación de éste disminuye.
T Congelación solución < Tº Congelación Solvente puro
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Tc = Kc • m
Donde:
Tc = Disminución del punto de congelación
Kc = Constante Crioscópica
m = molalidad de la solución
Tc = Tc solvente - Tc solución
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DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN
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AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de ebullición de éste aumenta.
TEb. solución > Tº Eb. solvente puro
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Donde:
Te = Aumento del punto de ebullición
Ke = Constante ebulloscópica
m = molalidad de la solución
Te = Te solución - Te solvente
Te = Ke • m
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AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
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Algunas propiedades de disolventes comunes
solvente Tebull. (ºC)Keb
(ºCKg/mol)Tcong. (ºC)
Kc (ºCKg/mool
Agua 100 0.512 0 1.86
Benceno 80.1 2.53 5.48 5.12
Alcanfor 207.42 5.61 178.4 40.0
fenol 182 3.56 43 7.40
Ácido acético
118.1 3.07 16.6 3.90
Tetracloruro de carbono
76.8 5.02 - 22.3 29.8
etanol 78.4 1.22 - 114.6 1.99
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... aplicación
Una solución acuosa de glucosa es 0.0222 m ¿cuáles son el punto de ebullición y el punto de congelación de esta solución? (100,011 ºC y – 0,041 ºC)
¿Cuántos gramos de etilenglicol, CH2OHCH2OH, se deben adicionar a 37.8 g de agua para dar un punto de congelación de -0.150°C? (0,189 g)
Se disolvió una muestra de 0.205 g de fósforo blanco en 25.0 g de CS2 Se encontró que la elevación del punto de ebullición de la solución de CS2 fue 0.159°C. Cuál es el peso molecular del fósforo en solución? ¿cuál es la fórmula del fósforo molecular? (Keb = 2,47) (127,38 g/mol)
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PRESIÓN OSMÓTICA
Osmosis Normal
Agua pura Disolución
> P
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PRESIÓN OSMÓTICA
Agua pura Disolución
P >
Osmosis inversa
P
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Se define la presión osmótica como el proceso, por el que el disolvente pasa a través de una membrana semipermeable.
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Como n/V es molaridad (M), entonces:
= M • R • T
V
nRTπ R = 0.0821 atm L / (mol K)
Se expresa como:
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Ejercicios
Una disolución contiene 1 g de hemoglobina disuelto en suficiente agua para formar 100 mL de disolución. La presión osmótica a 20ºC es 2.72 mm Hg. Calcular:a) La molaridad de la hemoglobina.(1,488x10-4 M)
b) La masa molecular de la hemoglobina.(67165,8 g/mol)
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Ejercicios
¿Qué presión osmótica ejercerá una solución de urea (NH2CONH2) en agua al 1%, a 20ºC?. Considere que 1000 g corresponde aproximadamente a 1 L de solución. (0,4 atm)
¿Qué concentración en g/L habría de tener una solución de anilina en agua, para que su presión osmótica a 18ºC sea de 750 mm Hg? (PM= 93.12) (3,85 g/L)
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Propiedades Coligativas de los electrolitos
Un electrolito es una sustancia que disuelta en agua conduce la corriente eléctrica. (son electrolitos aquellas sustancias conocidas como ácidos, bases y sales).
Para las disoluciones acuosas de electrolitos es necesario introducir en las ecuaciones, el factor i
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Ejemplo
Estimar los puntos de congelación de las disoluciones 0.20 molal de:a) KNO3 (-0,74 ºC)
b) MgSO4 (-0,74 ºC)
c) Cr(NO3)3 (-1,488 ºC)
El punto de congelación del HF 0.20 m es -0.38ºC. ¿estará disociado o no? (NO ya que Cmolal desde la fórmula es la misma)
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