Características de las propiedades coligativas

Propiedades coligativas implican estudios sobre propiedades físicas de soluciones, más precisamente de un solvente en presencia de un soluto.

Aunque no los conocemos, las propiedades coligativas se usan ampliamente en procesos industriales e incluso en muchas situaciones cotidianas.

Propiedades coligativas – Conceptos relacionados

Relacionadas con estas propiedades están las constantes físicas por ejemplo, la temperatura de ebullición o fusión de ciertas sustancias.

Como ejemplo, podemos citar el proceso de la industria automotriz, como agregar aditivos a los radiadores de los automóviles. Esto explica por qué en lugares más fríos, el agua en el radiador no se congela.

Los procesos alimentarios como la salazón de la carne o incluso los alimentos saturados de azúcar evitan el deterioro y la proliferación de organismos.

Además, la desalinización del agua (eliminación de sal) y la dispersión de sal en la nieve en lugares donde el invierno es muy severo corrobora la importancia de conocer las propiedades coligativas en las soluciones.

Solvente y soluto

En primer lugar, debemos prestar atención a los conceptos de solvente y soluto, ambos componentes de una solución:

  • Solvente: sustancia que se disuelve.
  • Soluto: sustancia disuelta.

Como ejemplo, podemos pensar en una solución de agua salada, donde el agua representa el solvente y la sal, el soluto.

Efectos coligativos: tipos de propiedades coligativas

Los efectos coligativos están asociados con fenómenos que ocurren con solutos y solventes de una solución, y se clasifican como:

Efecto tonométrico

La tonoscopia, también llamada tonometría, es un fenómeno observado cuando disminución de la presión de vapor máxima de un líquido (disolvente)

Esto ocurre al disolver un soluto no volátil. Por lo tanto, el soluto disminuye la capacidad de evaporación del disolvente.

Este tipo de efecto secundario se puede calcular mediante la siguiente expresión:

Δp = p0 0 – p

Donde

Δp: disminución absoluta de la presión de vapor máxima de la solución
p0 0: presión de vapor máxima del líquido puro a temperatura t
p: presión de vapor máxima de la solución a temperatura t

Efecto de ebullición

La ebulioscopia, también llamada ebuliometría, es un fenómeno que contribuye a aumento de la variación de temperatura de un líquido durante el proceso de ebullición.

Esto ocurre al disolver un soluto no volátil, por ejemplo, cuando agregamos azúcar al agua que está a punto de hervir, aumenta la temperatura de ebullición del líquido.

El llamado efecto ebullición se calcula mediante la siguiente expresión:

Δty = ty – t0 0

Donde

Δty: Aumento de la temperatura de ebullición de la solución
ty: temperatura inicial de ebullición de la solución
t0 0: temperatura de ebullición del líquido puro

Efecto criométrico

La crioscopia, también llamada criometría, es un proceso en el cual disminución de la temperatura de congelación de una solución.

Esto se debe a que cuando un soluto no volátil se disuelve en un líquido, la temperatura de congelación del líquido disminuye.

Un ejemplo de crioscopia son los aditivos anticongelantes que se colocan en los radiadores de los automóviles en lugares donde la temperatura es muy baja. Este proceso evita la congelación del agua, ayudando a la vida útil de los motores de los automóviles.

Además, la sal esparcida en las calles de lugares donde el invierno es muy duro evita que se acumule hielo en las carreteras.

Para calcular este efecto secundario, utilizamos la siguiente fórmula:

Δtc = t0 0 – tc

Donde

Δtc: bajando la temperatura de congelación de la solución
t0 0: temperatura de congelación de solvente puro
tc: temperatura de congelación inicial del disolvente en solución

Ley de Raoult

La llamada “Ley de Raoult” fue propuesta por el químico francés François-Marie Raoult (1830-1901).

Estudió los efectos coligativos (tonométricos, ebulliométricos y criométricos), ayudando en el estudio de las masas moleculares de los productos químicos.

Al estudiar los fenómenos asociados con la fusión y ebullición del agua, concluyó que: disolver 1 mol de cualquier soluto no volátil y no iónico en 1 kg de solvente siempre tiene el mismo efecto tonométrico, de ebullición o criométrico. .

Por lo tanto, la Ley de Raoult se puede expresar de la siguiente manera:

En una solución de soluto no volátil y no iónico, el efecto coligativo es proporcional a la molalidad de la solución.

Se puede expresar de la siguiente manera:

Psolución = xsolvente . Psolvente puro

Osmometria

La osmometría es un tipo de propiedades coligativas que está relacionada con presión osmótica de soluciones.

Recuerde que la ósmosis es un proceso fisicoquímico que implica el paso del agua de un medio menos concentrado (hipotónico) a un medio más concentrado (hipertónico).

Esto ocurre a través de una membrana semipermeable, que permite solo el paso del agua.

Acción de membrana semipermeable después de un tiempo.

La llamada presión osmótica Es la presión que permite que el agua se mueva. En otras palabras, es la presión ejercida sobre la solución lo que impide su dilución al hacer pasar el disolvente puro a través de la membrana semipermeable.

Por lo tanto, la osmometría es el estudio y la medición de la presión osmótica en soluciones.

Tenga en cuenta que en la técnica de desalinización de agua (eliminación de sal) se utiliza el proceso llamado ósmosis inversa.

Leyes de osmometría

El físico y químico holandés Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) fue responsable de postular dos leyes asociadas con la osmometría.

La primera ley se puede expresar de la siguiente manera:

A temperatura constante, la presión osmótica es directamente proporcional a la molaridad de la solución.

Ya en la segunda ley postulada por él, tenemos la siguiente declaración:

A una molaridad constante, la presión osmótica es directamente proporcional a la temperatura absoluta de la solución.

Por lo tanto, para calcular la presión osmótica de soluciones moleculares y diluidas, se utiliza la fórmula:

Ï€ = MRT

Donde:

π: presión de la solución osmótica (atm)
M: molaridad de la solución (mol / L)
R: constante universal de gases perfectos = 0,082 atm.L / mol.K
T: temperatura absoluta de la solución (K)

 

Ejercicios propuestos

1. Al comparar dos ollas simultáneamente sobre dos quemadores iguales de la misma olla, se observa que la presión de gas en el agua hirviendo en la olla a presión cerrada es mayor que la del agua hirviendo en una olla abierta.

En esta situación, y si contienen exactamente las mismas cantidades de todos los ingredientes, podemos decir que en comparación con lo que sucede en la sartén abierta, el tiempo de cocción en la olla a presión cerrada será:

a) más bajo porque la temperatura de ebullición será más baja.
b) menor porque la temperatura de ebullición será mayor.
c) baja porque la temperatura de ebullición no varía con la presión.
d) igual, ya que la temperatura de ebullición es independiente de la presión.
e) mayor porque la presión será mayor.

2. (UFRN) En lugares de invierno riguroso, generalmente se agrega una cierta cantidad de etilenglicol al agua en los radiadores de los automóviles. El uso de una solución en lugar de agua como refrigerante se debe a que la solución tiene:

a) menor calor de fusión.
b) punto de congelación más bajo.
c) punto de congelación más alto.
d) mayor calor de fusión.

3. (Vunesp) Una forma de curar heridas, según la creencia popular, es ponerles azúcar o café en polvo. La propiedad coligativa que mejor explica la extracción de líquido mediante el procedimiento descrito, que favorece la curación, se estudia mediante:

a) osmometría.
b) crioscopia.
c) endoscopia.
d) tonoscopia.
e) ebulliometría.

4. (UFMG) En un congelador, hay cinco formas de contener diferentes líquidos para hacer paletas de hielo y limón. Si los formularios se colocan en el congelador al mismo tiempo e inicialmente a la misma temperatura, el formulario contiene 500 ml de:

a) agua pura.
(b) solución en agua que contiene 50 ml de jugo de limón.
(c) solución en agua que contiene 100 ml de jugo de limón.
d) solución en agua que contiene 50 ml de jugo de limón y 50 g de azúcar.
e) solución en agua que contiene 100 ml de jugo de limón y 50 g de azúcar.

5. (Cesgranrio-RJ) Se determinó que el punto de fusión de una sustancia x era menor que el valor tabulado para esa sustancia. Esto puede significar que:

(a) la cantidad de sustancia utilizada en la determinación fue inferior a la necesaria.
(b) la cantidad de sustancia utilizada en la determinación fue mayor de lo necesario.
c) una parte de la sustancia no se ha derretido.
d) la sustancia contiene impurezas.
e) la sustancia es 100% pura.

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