TECNOLÓGICO DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANA
FISICOQUÍMICA
Profesor Eduardo Mendez Valenzuela
UNIDAD III
Reporte de Investigación
“Propiedades Coligativas”
Presentado por:
Rincón Quezada Maria Isabel 15211257
Tijuana Baja California a 22 de Abril del 2018
Introducción
Con el objeto de reforzar los temas vistos en la unidad III del curso en cuestión, referente a las
propiedades coligativas en soluciones electrolíticas y no electrolíticas; se llevó a cabo la
presente investigación que aglomera los conceptos analizados en las prácticas de laboratorio
elaboradas en el parcial: disminución de la presión de vapor, aumento del punto de ebullición
y presión osmótica.
Las propiedades coligativas de una disolución son aquéllas que dependen de la concentración
de soluto y no de la naturaleza del mismo, y están relacionadas con las fuerzas de interacción
o cohesión entre moléculas dependiendo de la cantidad de soluto presente, y en concreto con
la presión de vapor que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida en un recipiente cerrado
(línea de equilibrio de fases).
Propiedades coligativas de las disoluciones de no electrolitos
Como se ha mencionado anteriormente en el curso, las propiedades coligativas son aquellas
que dependen únicamente del número de partículas de soluto en la disolución y no de la
naturaleza de estas, osea independientemente de que sean átomos, iones o moléculas. Dichas
propiedades son la disminución de la presión de vapor, la elevación del punto de ebullición, la
disminución del punto de congelación y la presión osmótica, En el estudio de las propiedades
coligativas de disoluciones no electrolíticas se trabaja sobre disoluciones relativamente diluidas
con concentraciones menores a 0.2M.
Disminución de la presión de vapor
Cuando un soluto no tiene una presión de vapor que sea posible medir se dice que es un soluto
no volátil, la presión de vapor de las disoluciones de este siempre será menor que la presión
de vapor del disolvente puro. En este sentido; la relación entre la presión de vapor de la
disolución y la del disolvente puro estará en dependencia de la concentración del soluto en la
disolución.
La relación anterior queda expresada por la Ley de Raoult, que establece que la presión parcial
de un disolvente en una disolución, es igual al producto de la presión de vapor del disolvente
puro por la fracción molar del disolvente en la solución:
P1 = X1P°1
En una disolución con solo un soluto presente; la suma de la fracción molar del disolvente puro
más la fracción molar del soluto es igual a 1, de modo que: X1=1-X2. De modo que:
P1 = (1-X2)P°1
P1 = P°1-X2P°1
P°1-P1 = ΔP = X2P°1
De este modo, la disminución de la presión de vapor, ΔP, es directamente proporcional a la
concentración del soluto expresada en fracción molar.
Por otra parte; si ambos componentes presentes en la disolución son volátiles, la presión de
vapor de la disolución es la suma de las presiones parciales individuales. La ley de Raoult
también se cumple en este caso:
PA = XAP°A
PB = XBP°B
Donde A y B representan los componentes de la disolución. La presión total esta dada por la
ley de Dalton de las presiones parciales:
PT = P A + PB
PT = XAP°A+ XBP°B
Elevación del punto de ebullición
El punto de ebullición de una disolución representa la temperatura a la cual su vapor de presión
se iguala a la presión atmosférica externa, como la presencia de un soluto no volátil disminuye
la presión de vapor de una disolución; el punto de ebullición también se verá afectado.
La elevación del punto de ebullición, ΔTb, se define como el punto de ebullición de la
disolución menos el punto de ebullición del disolvente puro:
ΔTb = Tb - T°b
El valor de la elevación del punto de ebullición es proporcional a la disminución de la presión
de vapor y a la concentración molar de la disolución. Es decir:
ΔTb ∝ m
ΔTb = Kbm
donde m es la concentración molal de la disolución y Kb representa la constante molal de
elevación del punto de ebullición.
Disminución del punto de congelación
La disminución del punto de congelación se define como la diferencia entre el punto de congelación
del disolvente puro y el punto de congelación de la disolución:
ΔTc = Tc - T°c
El valor de la disminución del punto de congelación es proporcional a la disminución de la
presión de vapor y a la concentración molar de la disolución. Es decir:
ΔTc ∝ m
ΔTc = Kcm
donde Kc es la constante molal de la disminución del punto de congelación.
Constantes molales de elevación del punto de ebullición y de disminución del punto de
congelación de varios disolventes comunes.
T°c
(°C)
(°C/m)
T°b
(°C)
(°C/m)
0
1.86
100
0.52
5.5
5.12
80.1
2.53
-117.3
1.99
78.4
1.22
Ácido acético
16.6
3.90
117.9
2.93
Ciclohexano
6.6
20.0
80.7
2.79
Disolvente
Agua
Benceno
Etanol
Kc
Kb
Presión Osmótica
La presión osmótica, π, de una disolución es la presión que se requiere para detener la ósmosis;
dicha presión puede medirse directamente a partir de la diferencia entre los niveles finales de
fluido. En un proceso osmótico la fuerza motriz es generada debido a la diferencia entre las
presiones de vapor del disolvente puro y de la disolución que provoca la transferencia neta del
disolvente puro hacia la disolución.
La presión osmótica de una disolución esta dada por:
π = MRuT
donde M representa la molaridad de la disolución y T la temperatura absoluta.
Como todas las propiedades coligativas están en dependencia única del número de partículas
de soluto disueltas en la solución; al igual que la elevación del punto de ebullición y la
disminución del punto de congelación, la presión osmótica es directamente proporcional a la
concentración de la disolución.
Dos disoluciones son isotónicas si presentan la misma concentración y por tanto, la misma
presión osmótica; si estas presentan diferente presión osmótica, se dice que la disolución de
mayor concentración es hipertónica y la disolución más diluida se describe como hipotónica.
Propiedades coligativas de las disoluciones de electrolitos
Debido a la disociación en iones de los electrolitos en disolución, el estudio de las propiedades
coligativas de electrolitos precisa un método diferente del que se utiliza para las propiedades
coligativas de los no electrolitos. La disociación en iones queda definida por una cantidad
denominada factor de van’t Hoff, que está dada por:
i=
número real de partículas en disolución después de la
disociación
En este sentido, el factor de van’t Hoff debe ser 1 para todos los no electrolitos y en
consecuencia las ecuaciones de las propiedades coligativas para las disoluciones de electrolitos
quedan expresadas como:
ΔTb = iKbm
ΔTc = iKcm
π = iMRuT
Así pues, las propiedades coligativas de las disoluciones de electrolitos presentan un valor
menor al estimado debido a la formación de pares iónicos unidos mediante fuerzas
electrostáticas. La presencia de un par iónico disminuye el número de partículas en disolución,
lo que conduce a la disminución de las propiedades coligativas.
Conclusión
Las propiedades coligativas de las soluciones de electrolitos y no electrolíticas proporcionan
métodos valiosos de determinación de peso molecular de las sustancias disueltas, lo cual es útil
para sustancias nuevas que se caracterizan por primera vez; además de permitir la evaluación
de cantidades termodinámicas de gran importancia.
Bibliografía
Chang, R.; Goldsby, K., (2013) “Química”. McGraw-Hill, 11va edición. México, D. F.
Cap.12, Pp.534-547.