Propiedades De Las Soluciones

Tema 10. Propiedades de las soluciones

Introducción

Las propiedades coligativas dependen directamente del soluto y no de su identidad; en la ósmosis, las moléculas pasan por una membrana.

Ahora que ya sabes qué es una solución, es momento de abordar las propiedades de las soluciones. Este tema te permitirá comprender los factores externos que afectan a las propiedades coligativas, las cuales son útiles para caracterizar la naturaleza del soluto después de disolverlo.

Estudiarás la Ley de Raoult y aprenderás sobre osmótica, todo con el fin de conocer cómo las membranas regulan la entrada y salida de partículas en una disolución, fenómeno que se aplica en procesos industriales y en procesos biológicos a nivel celular.

¡Iniciemos!

10.1 ley de Raoult

Las soluciones se ven afectadas por sus solutos para definir sus propiedades. La magnitud del cambio depende de la cantidad del soluto disuelto, sin embargo, hay propiedades que son independientes de las naturales (tipo y cantidad de sustancia). Estas propiedades independientes afectan igualmente a las disoluciones no volátiles (gases) y se les llama propiedades coligativas.

Las propiedades coligativas dependen de la cantidad de partículas disueltas y no del tipo de partículas (átomos, iones, moléculas).

Disminución de la presión del vapor

De acuerdo a Brown (2004), la adición y disolución de un soluto no volátil a un líquido puro causa disminución de la presión del vapor. Este comportamiento se debe a la interacción entre las partículas del soluto y el solvente, lo cual evita que un mayor número de partículas del solvente escapen de la solución.

El químico francés François Marie Raoult (1830-1901) encontró que cuando agregaba soluto a un solvente puro disminuía la presión del vapor del solvente; entre más agregaba, más disminuía la presión del vapor.

La Ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente de la solución.

Expresión simbólica de la ley:

Donde:

• Pvi = presión de vapor del componente “i” en la mezcla.

• Pvi0 = presión de vapor del componente “i” puro (este valor depende de la temperatura de trabajo).

• Xi = fracción molar del componente en la disolución

Las soluciones que cumplen esta ley se denominan soluciones ideales.

Ejemplo:

10.2 ebullicion y crioscopia

El punto de ebullición, como afirman Zumdahl & Zumdahl (2007), se obtiene cuando calientas un líquido y este alcanza una temperatura en la cual aparecen burbujas de gas, llamada punto de ebullición. Una vez que el líquido comienza a hervir, mantiene una temperatura constante hasta que todo el líquido se convierte en gas.

La evaporación se produce solo en la superficie. Si cierras herméticamente el recipiente, la presión interior aumenta en una cantidad que depende de la temperatura; dicha cantidad es la presión de vapor de agua a cierta temperatura. La presión del vapor depende de la temperatura y aumenta con ella, como puedes verlo en la siguiente gráfica de curvas de presión del vapor y punto de ebullición de diferentes sustancias:

Fuente: Biblioteca Digital Universidad de Chile. (s.f.). Apuntes Química general 1. Recuperado el 24 de noviembre de 2008, de http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-quimgral-1/dominguez/images/fig0187.jpg

Ejemplo:

El punto de ebullición del agua es 100°C a una atmósfera de presión, pero si se trata de hervirla en las montañas a una altitud 3,000 m sobre el nivel del mar, se va a requerir de mayor tiempo de cocción, ya que el agua hierve a 90°C. Si se quiere calentar el agua a una temperatura mayor, se tendrá que utilizar una olla de presión. A más de 3000 metros sobre el nivel del mar, la presión de la atmósfera baja, disminuyendo el punto de ebullición.

En una olla de presión el agua seguirá siendo líquida a 120°C y los alimentos se cocinan en la mitad del tiempo normal, ya que el vapor de agua dentro de la olla debe alcanzar una presión de dos atmósferas antes de escapar por la válvula de seguridad.

Abatimiento del punto de congelación (crioscopia)

El punto de congelación de una disolución es

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