Tema 2: Disoluciones

Tema 2: Disoluciones

Tipos de disoluciones.

Composici ´on de las disoluciones: formas de expresi ´on.

Diluciones.

Propiedades coligativas.

Presi ´on de vapor.

Presi ´on osm ´otica.

Aumento ebullosc ´opico y descenso criosc ´opico.

Propiedades coligativas

Propiedades Coligativas: Son aquellas propiedades de una disoluci ´on que dependen ´unicamente de la concentraci ´on de

part´ıculas de soluto, y no dependen de la naturaleza o tipo de soluto.

Est ´an estrechamente relacionadas con la presi ´on de vapor a una temperatura dada, que es la presi ´on que ejerce la fase de vapor sobre la fase l´ıquida (s ´olida), cuando el l´ıquido se encuentra en un recipiente cerrado, en equilibrio con la fase l´ıquida (s ´olida).

Presi ´on de vapor

Presi ´on de vapor de una sustancia pura a una temperatura T : Es la presi ´on que ejerce la fase de vapor sobre la fase l´ıquida (s ´olida), cuando el l´ıquido se encuentra en un recipiente cerrado, en equilibrio con la fase l´ıquida (s ´olida).

Sustancia pura_(l) Sustancia pura(g)

Presi ´on de vapor de una disoluci ´on a una temperatura T : Es la presi ´on que ejerce la fase de vaporformada por los componentes vol ´atiles de la disoluci ´on sobre la fase l´ıquida (s ´olida), cuando el l´ıquido se encuentra en un recipiente cerrado, en equilibrio con la fase l´ıquida (s ´olida).

Ley de Raoult

El qu´ımico Franc ´es Franc¸ois-Marie Raoult estudi ´o hacia 1887 la variaci ´on de la presi ´on de vapor de los componentes de una mezcla con la composici ´on, estableciendo la denominadaLey de Raoult:

P_D =x_DP_D^o

Denominaremosdisoluci ´on ideala las disoluciones que cumplen la ley de Raoult.

Ley de Raoult

Presi ´on de vapor de una disoluci ´on de cloroformo (CHCl₃) y acetona (CH₃COCH₃)

Ley de Raoult: La presi ´on parcial ejercida por el vapor del disolvente en disoluciones diluidas, P_D, es el producto de la fracci ´on molar del disolven- te en la disoluci ´on, x_D, y la presi ´on de vapor del disolven- te puro, P_D^o, a la temperatura del sistema.

P_D =x_DP_D^o

Ley de Raoult: Ejemplo

Ejemplo: Obtened la presi ´on de vapor de una disoluci ´on

(consider ´andola ideal) de cloroformo y acetona, sabiendo que la fracci ´on molar del cloroformo es x_c =0,900 y que las presiones de vapor del cloroformo y de la acetona puros son: P_c^o=293 torr y P_a^o=347 torr.

Pc = xcP_c^o=0,900 × 293 torr = 264 torr Pa = xaP_a^o=0,100 × 347 torr = 34,7 torr P_total = P_c+P_a= (264 + 34,7) torr = 299 torr

Nota: Factores de conversi ´on:

1 atm = 760 torr = 760 mmHg = 101,330 Pa

Osmosis ´

El fen ´omeno deosmosis´ es el paso de un disolvente puro a una disoluci ´on que est ´a separada por una membrana semipermeable, que deja pasar el disolvente pero no el soluto.

Presi ´on Osm ´otica

El fen ´omeno deosmosis´ es el paso de un disolvente puro a una disoluci ´on que est ´a separada por una membrana semipermeable, que deja pasar el disolvente pero no el soluto.

Lapresi ´on osm ´otica, π, es la presi ´on que se debe aplicar a la disoluci ´on para detener la difusi ´on del disolvente.

Como es unapropiedad coligativa, depender ´a unicamente de la concentraci ´on de mol ´eculas de soluto, pero no de su naturaleza.

Se puede obtener mediante una ecuaci ´on formalmente an ´aloga a la ecuaci ´on de los gases ideales:

πV = nRT −→ π = MRT

donde n es el n ´umero de moles de soluto disueltos, V el volumen de la disoluci ´on, R la constante de los gases ideales y M = n/V la concentraci ´on molar del soluto.

Presi ´on Osm ´otica Celular

Im ´agenes obtenidas de:

http://podcast.nhart.org/groups/7thgradescience/weblog/42420/

Presi ´on Osm ´otica: Ejemplo

Ejemplo:Suponiendo que la presi ´on osm ´otica de la sangre a 37^◦C es 7,65 atm ¿qu ´e cantidad, en gramos, de glucosa (C₆H₁₂O₆) por litro debe utilizarse para una inyecci ´on intravenosa que ha de ser isot ´onica con la sangre?.

Soluci ´on:Sabemos que la relaci ´on de la presi ´on osm ´otica, π, con la concentraci ´on molar, M, es π = MRT . Despejando la molaridad:

M = π

RT = 7,65_atm^ 0,0820^atm L^

K mol

1

(37 + 273)_K =0,301mol L

= 0,301^mol^

L ·180 g

mol =54g L

Descenso criosc ´opico y aumento ebullosc ´opico

Descenso criosc ´opico:

T_f^M − T_f^D = −K_f^Dm, donde K_f^D es la constante

criosc ´opica del Disolvente y m la molalidad.

Aumento ebullosc ´opico:

T_e^M − T_e^D =K_e^Dmdonde K_e^D es la constante

ebullosc ´opica del Disolvente.

Unidades de K_f^Dy K_e^D:

◦C · m⁻¹=K · m⁻¹

Descenso criosc ´opico y aumento ebullosc ´opico:

Ejemplo

Ejemplo:Sabiendo que la constante criosc ´opica del H₂O es:

K_f^H2O =1,86^◦C m⁻¹, calculad la temperatura a la que congela una disoluci ´on de 50 g de sal (NaCl) en 1000 g de H₂O, a una presi ´on de 1,00 atm, considerando un comportamiento ideal.

Soluci ´on:Como la sal se disocia cuando se disuelve seg ´un la

reacci ´onNaCl_(s) −→ Na^{H2O +}_(ac)+Cl⁻_(ac), por cada mol de NaCl se forman 2 molesde iones disueltos:

∆Tf = T_f^M− T_f^D= −K_f^Dm

= −1,86^◦Cm⁻¹· 50

g

1,00 kg· 1mol

68,4
g·2((mol soluto(((

1((mol NaCl((( = −2,7^◦C T_f^M = T_f^D+ ∆T_f =0,00^◦C − 2,7^◦C = −2,7^◦C