propiedades coligativas
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Por: Dana Ibeth Álvarez.
Angélica Berrío Gómez.
Jimena Molina Uribe.
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Propiedades físicas de las soluciones que dependen del numero de partículas del soluto en el solvente y no del tipo, son:
Presión de vapor. Punto de ebullición. Punto de congelación. Presión osmótica.
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Presión de vapor:
Las moléculas de la fase gaseosaque chocan contra la fase líquidaejercen una fuerza contrala superficie del líquido, fuerzaque se denomina PRESIÓN DEVAPOR , que se define comola presión ejercida por unvapor puro sobre su faselíquida cuando ambos seencuentran en equilibrio dinámico.
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Matemáticamente se puede expresar:
PA = P0A XA
Donde:
PA = P disolvente en solución
P0A=P disolvente puro
XA = X disolvente
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Ejemplo 1: Calcule la presión de vapor de una solución que contiene 6.67 g de
glucosa(C6H12O6) disueltos en 45.35g de agua a 25ºC. La presión de vapor
de agua pura a 25ºC es 23.3mmHg.
Solución:
Sabemos que: PA = P0A XA
Sacamos los datos:
PºA = 23.3 mmHg, gramos, glucosa(soluto) = 6.67g,
gramos agua(solvente) = 45.3g
Necesito: fracción molar del solvente puro(XA)
XA = moles agua/moles totales
Moles agua = 45.35g (1mol/18.02g) = 2.517 mol
Moles glucosa = 6.67g(1mol/180.0g) = 0.0371mol
Moles totales= moles agua + moles glucosa = 2.517mol + 0.0371mol = 2.554mol
XA = moles agua/moles totales = 2.517mol/2.554mol = 0.9855
PA = P0A XA = (23.3mmHg)(0.9855) = 22.96mmHg = 23.0mmHg
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Presión osmótica: Ciertas membranas permiten
el paso del disolvente a
través de ellas pero no las
del soluto. Estas membranas
son semipermeables. El flujo
de disolvente a través de
una Membrana
semipermeable para igualar la
concentración de soluto en
ambos lados de la membrana
se conoce como osmosis.
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Para una solución la presión osmótica está
relacionada con su concentración por:
π = MRT Donde:
π = presión osmótica
M = molaridad de la solución,
R = 0.08206atmL/Kmol
T = temperatura en grados Kelvin
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Ejercicio 1: Una solución de una sustancia desconocida en
agua a 320K tiene una presión osmótica de 2.95 atm. ¿Cuál es
la molaridad de la solución?
Solución:
Sacamos los datos
M:?
R: 0.082 atm.L / mol.k
T: 320K
Π: 2,95 atm
Reemplazamos
π = MRT
2,95= M* 0.082 atm.L / mol.k *320K
M= 0.112 M
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Punto de ebullición.
•Es la temperatura en la cual la presión de vapor iguala la presión atmosférica.
• El aumento del punto de ebullición en soluciones es proporcional al numero de partículas de soluto no volátil disuelto en el solvente
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∆ Teb = Teb + T °eb ∆ Teb = Keb m Donde: ∆ Teb = Ascenso del punto de ebullición. Teb = Temperatura de ebullición de la solución. T °eb= Temperatura de ebullición del solvente puro. Keb = Constante molal de la elevación del punto de
ebullición o constante ebulloscópica. m = molalidad ( moles de soluto / Kg de solvente)
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Ejercicio 1:
Calcular el punto de ebullición de una solución de 70g de anticongelante etilenglicol (C2H6O2 ) en 500g de H2O (Keb=0,52 °C/m)
Solución:
Encontramos datos: 70g C2H6O2 62 g/mol C2H6O2
500g H2O 18g/mol H2O
Keb=0,52 °C/m
Reemplazamos:
∆ Teb = Keb m
∆ Teb = o,52 °C (1,12 mol C2H6O2 / 0,5Kg)
∆ Teb =1,16 °C
∆ Teb = Teb + T°eb
∆ Teb = 1.16°C + 100°C
∆ Teb = 101,16°C
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Punto de congelación.
•Es la temperatura en la cual las moléculas de la solución pasan de estado liquido a solido.
•Cuando la presión de vapor baja, lo hace también el punto de congelación o fusión y es proporcional a la concentración molar del soluto.
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∆ Tc = Tc - T °c
∆ Tc = Kc mDonde:∆ Tc = Ascenso del punto de ebullición.
Tc = Temperatura de ebullición de la solución.
T°c= Temperatura de ebullición del solvente puro.
Kc = Constante molal del descenso del punto de congelación.
m = molalidad
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Ejercicio 1:
El alcanfor, C10H16O, se congela a 179,8 °C ( KC= 40 °C/molal). Cuando se disuelven 0,816 g de sustancia orgánica de masa molar desconocida en 22,01 g de alcanfor líquido, el punto de congelación de la mezcla es 176,7 °C ¿Cual es el peso molecular aproximado del soluto?
Solución:
Encontramos datos: KC= 40 °C/molal TC sln= 176,7 °C
TC ste= 179,8 °C masa sto= 0,816g masa ste: 22,01 gReemplazamos:
∆ Tc = Tc - T °c
176,7°C= Tc – 179,8°C
Tc = 3,1 °C
∆ Tc = Kc m3,1°C= 40 °C/molal (mol sto/0,022Kg)0,0017=mol stonsto= masa/molnsto=0,816/0,0017molnsto= 480pm
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EJERCICIO:35,5 Gramos de glucosa (C12H22O11) (soluto no volátil), solvente H2O 400g,temperatura 25°C
Datos y Procesos:•Kv=R*Tste2*Mste/1000 ∆HB•Kv H2O= 0,512KG*Kv/mol•∆Hb=((1,9cal/mol)*(100+273)2* *k2 *18g/mol)/1000g/kg*Kv H2O•Ln*P2/P1*=∆Hb*(1/T1-1/T2)•Presion de agua= P2:25°C•Presion de agua=1atm:100°C•∆Hb=9718,92cal/mol:539,94cal/g•Ln*P2/1atm=(9718,92cal/mol)/1,987cal/mol*k ___ (1/373-1/298)*1/k _ P2= 0,0036k (Pste a 25°CDesarrollo:A)Presión de vapor: ∆ Pv=?, ∆ PV= Pste*Psto, ∆ Pv=(0,003687-0,003697), ∆Pv=1,8*10-4
B)Punto de ebullición: ∆TB=?, ∆TBTsln-Tste, ∆TB=1000*Kv*Wsto, ∆TB=(1000g/kg*0,512KG*c/mol,35,5g)/342g/m*400g, ∆TB=0,1328°CC)Punto de congelacion: ∆TC=?, ∆TC=(100*Kc*Wsto)/,Wsto*Wste = (∆TC/ ∆TB= Kc/Kv)= ((∆tc/0,132°c)=(1,86kg*°c/mol/0512kg*°c/mol)), ∆ TC=0482°C.D)Osmotica: Π=glucosa que no disocia: Nsto=35,5g*1mol/341g=0,103mol ;VH2O=400G*1ml/1000ml=0,4L ; Π(0,103mol/0,4L * 0,082atm*mol*l/k)*298k; Π = 6,2927atm.