UNIDAD II: PROPIEDADES COLIGATIVAS

PROF. Andrea Mena T. NM2

Propiedades Coligativas

• Son aquellas propiedades que dependen directamente del numero de partículas de soluto en la solución y no de la naturaleza de las partículas de soluto.

Importancia

1-Separar los componentes de una solución por un método llamado Destilación Fraccionada.

2-Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes.

3-Determinar masas molares de solutos desconocidos.

4- Formular soluciones fisiológicas.

1- Disminución de la presión de vapor

• Presión de vapor : Es la presión que ejerce el número de moléculas que salen de la superficie del líquido por unidad de área.

1- La presión de vapor aumenta a medida que se eleva la temperatura.

2- Cada Solvente posee una presión de vapor. A) Solventes con alta presión de vapor se llaman

“volátiles”.B)Solventes con baja presión de vapor se llaman

“no volátiles”.

¿Quién modifica la presión de Vapor?

El SOLUTO

• Este proceso fue estudiado en 1887 por Químico Frances Raoult.

“A una determinada temperatura, la presión de vapor de una solución corresponde al producto entre la presión de vapor del solvente puro y la fracción molar del solvente”.

Soluto No Volátil

P es la presión de vapor del solvente en la solución.

Soluto Volátil

Ejemplo N°1

• La presión de vapor del agua pura a 25°C es 23,76 mmHg, y la presión de vapor de una mezcla formada por un soluto no volátil en agua es de 23,32 mmHg. Determina la fracción Molar del soluto.

Ejemplo N°2

• Consideremos una solución formada por 1 mol de Benceno y 2 moles de Tolueno. El Benceno presenta una presión de vapor (P°) de 75 mmHg y el Tolueno una de 22 mmHg a 20°C.¿Cual es la presión de vapor de la solución?

Ejercicios

1- La presión de vapor del agua pura a una temperatura de 25°C es de 23,69 mmHg. Una solución preparada con 5,5 g de glucosa en 50 g de agua. ¿Cuál es la presión de vapor de la solución?

2- La presión de vapor del metanol puro es 159,76 mmHg. Determinar la fracción molar de glicerol (soluto no electrólito y no volátil) necesario para disminuir la presión de vapor a 129,76 mmHg.

3- La presión de vapor del Benceno (C6H6) a 25°C es 93,76 mmHg. Determine la presión de vapor de una solución preparada disolviendo 56,4 g de un soluto no volátil (C20H42) en 1000 g de Benceno.

4- Se disuelven 0,3 moles de sulfato de sodio (Na2SO4) en 2 Kg de agua a 60°C. Si la presión de vapor del agua a esta temperatura es 149,4 mmHg. Determine la presión de vapor de la solución resultante.

5- La presión de vapor sobre el agua pura a 120 °C es 1480 mmHg. ¿Que fracción de etilenglicol debe agregarse al agua para reducir la presión de vapor de este disolvente a 760 mmHg?

6- Un combustible está formado por 10 mol de octano y 5 mol de heptano. Las presiones de vapor (Pº) del octano y del heptano a 20 ºC son 10,45 mmHg y 35,5 mmHg, respectivamente. Determina la presión de vapor parcial y total a 20°C.

2- Elevación del punto de ebullición

• Punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor se iguala a la presión aplicada en su superficie.

La temperatura de ebullición normal del agua sobre el nivel del mar es de 100°C.

Si agregamos un soluto a un solvente puro aumentamos el

punto de ebullición

• Este fenómeno queda establecido por las siguientes ecuaciones:

Teb= Temperatura de Ebullición SoluciónT°eb= Temperatura de Ebullición Solvente PuroKeb= Constante Ebulloscopica m = Molalidad

Teb = Teb -TºebTeb = Keb* m

Ejemplo N° 1

1- Calcular el punto de ebullición de una solución de 100 g de anticongelante etilenglicol (C2H6O2) en 900 g de agua (Keb = 0,52 °C/m).

2- Qué concentración molal de sacarosa en agua se necesita para elevar su punto de ebullición en 1,3 °C (Keb = 0,52 °C/m y temperatura de ebullición del agua 100°C).

Ejemplo N° 2

Ejercicios

1- Determina la temperatura de ebullición (Teb) de una disolución el cual contiene 8 mol de NaCl en 7000 g de agua (T°eb H2O = 100 °C; Keb H2O= 0,52 °C/m)

2- ¿Cuál es la temperatura de ebullición de una disolución preparada a partir de 136 g de sacarosa (C12H22O11) en 250 g de agua?

3- Se disuelven resorcina en agua, se sabe que la solución hierve a 100,14°C. ¿Cual es la molalidad de la solución?

4- Calcula el punto de ebullición de una disolución de 100 g de sacarosa( C 12 H 22 O 11 ) en 224 g de alcanfor ( C10H16O )

(K b = 5,95 o C/m ) y punto de ebullicion de alcanfor 207,40 ° C.

5- Determina la constante ebulloscópica de un disolvente si al disolver 100 g de urea (masa molar 60 g/mol ) en 250 g del disolvente, este incrementa su temperatura de ebullicion en 2, 1 o C.

6- Si se disuelven 5,65 g de C16H34 en 100 g de benzol, se observa una elevación en el punto de ebullición del benzol de 0,66 °C. En base a estos datos calcule Keb del benzol.

7- Si 40 g de un compuesto C6H10O5 se disuelven en 500 g de agua, determine el punto de ebullición de esta solución. (Agua: temperatura de ebullición 100 °C y Keb = 0,52 °C/molal )

3- Disminución del Punto de Congelación

• El PUNTO DE CONGELACIÓN de un líquido corresponde a la temperatura en la cual las moléculas de un compuesto pasan del estado líquido al estado sólido.

Tc = Variación en la temperatura de congelación (°C)

T°c= Temperatura de Congelación del solvente puro (°C)

Tc= Temperatura de Congelación de solución (°C)Kc= Constante Crioscopica (°C/m)m = molalidad (m)

Tc = T°c-TcTc = Kc* m

Ejemplo 1

• Calcular el punto de congelación de una solución de 100g de anticongelante etilenglicol (C2H6O2), en 900 g de agua (Kc = 1,86 °C/molal)

Ejemplo 2

2- Una disolución acuosa contiene el glicina (NH2CH2COOH). calcule la molalidad de la disolución si se congela a -1,1 °C. (agua: constante crioscópica 1,86 °C/molal; punto de congelación 0 °C)

Ejercicios

1- Un químico preparó una disolución anticongelante para automóviles a partir de 4 mol de etilenglicol (C2H6O2) y 750 g de agua. ¿Cuál será el punto de congelación de la disolución? (T°c H2O= 0°C; Kc H2O= 1,86 °C/m)

2- ¿Cuál es el punto de congelación de una disolución preparada a partir de 2 mol de sacarosa (C12H22O11) en 350 g de agua? (T°c H2O= 0°C; Kc H2O= 1,86 °C/m)

3- A 100 g de agua se agregan 35 g de alcohol (masa molar 46 g/mol) ¿Cuál será el punto de congelación de esta disolución? (Agua: temperatura de congelación 0°C y constante crioscopica 1,86°C/m ).

4- El punto de congelación de una disolucionformada por 0,51 g de fenol ( C 6 H 5 OH ) en 30

g de alcanfor ( C 10 H 16 O ) . Punto de congelacion para el alcanfor 178° C y K f = 37,7°C/m.

5- ¿Cual será el punto de congelación de una solución que contiene 17,25 g de ácido cítrico (C6H8O7) disueltos en 250 g de agua. (Agua: temperatura de congelación 0 °C y constante crioscópica 1,86 °C/molal )

6- Si se disuelven 3,96 g de ácido benzoico en 80,6 g de benceno y la solución se congela a

-4,47 °C. Hallar el peso molecular aproximado del ácido benzoico. (Benceno: temperatura de congelación 5,5 °C y constante crioscópica 5,12 °C/molal)

PRESIÓN OSMÓTICA (∏)

• La ósmosis es el paso selectivo de moléculas de un solvente desde una menor concentración a otra zona de mayor concentración de soluto a través de una membrana porosa.

La presión osmótica

• Es la presión necesaria para detener el flujo de solvente a través de una membrana semipermeable que separa dos disoluciones de diferentes concentraciones.

=n R TV =M R T

= Presión Osmótica (atm)V = Volumen de la solución (L)R = Constante de los gases ideales (0,082 L atm/ °K mol)n = Número de moles de solutoT = Temperatura (°K)

Ejemplo

1- Determina la presión osmótica de una disolución de sacarosa 0,10 mol/L en contacto con agua pura, a 20ºC.

2- ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 1520 mmHg a 25°C?

Ejercicios

1- ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución que contiene 0,05 mol/L de glicerina a 25ºC?

2-¿Cuál es la presión osmótica de una disolución acuosa de urea ((NH2)2CO) 1,36 M a 22ºC?

3- ¿Cuál es la concentración molar de una disolución que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C?

4-Al disolver 2,8 g de pineo en alcohol, se forma una disolucion de 500 mL. La presion osmotica de la disolucion es de 1,2 atm a 20°C. Calcular los moles del compuesto.

5- ¿Cuál es la presión osmótica en atmósfera y mmHg para una disolucion de urea 0,887 M a 1 8°C?

6- La presión osmótica de una cierta disolución es de 0,002 atm a 25°C¿Qué molaridad presenta la disolución?

7- La presion osmotica a 50°C, de una disolucion que contiene 15 g de soluto de masa molar igual a 120 g/mol, disuelto en 0,2 L de solución.

8-