PROPIEDADES COLIGATIVAS

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Colegio Andrés Bello

Chiguayante

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Chiguayante

Jorge Pacheco R.Profesor de Biología y Química

PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES

APRENDIZAJES ESPERADOS:

• Calculan las propiedades coligativas de las disoluciones relacionadas con la presión de vapor.

• Describen el fenómeno de la osmosis y cómo afecta a las disoluciones químicas.

• Calculan la importancia de la presión osmótica para el desarrollo de los seres vivos y algunos procesos industriales.

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS1. 20 g de NaCl en 600 g de agua. ¿Cuál es la molalidad

de la disolución si la masa molar del NaCl es 58,5 g/mol?

n NaCl =20 g

58,5 g/moln = 0,34 mol NaCl

SI: 0,34 mol NaCl=

X mol NaCl

600 g disolvente 1000 g disolvente

X = 0,57 m.

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS2. Si se disuelven 10 g de NaCl en 500 g de Agua. ¿Cuál

es la Fracción Molar del soluto y del solvente respectivamente, si se sabe que la masa molar del NaCl es 58,5 g/mol y del H2O es 18 g/mol?

n NaCl =10 g

58,5 g/moln NaCl = 0,17 mol

n H2O =500 g

18 g/moln H2O = 27,78 mol

X NaCl =0,17

27,78 + 0,17X NaCl = 0,006

X H2O =27,78

27,78 + 0,17X H2O = 0,994

PREGUNTAS PREVIASPREGUNTAS PREVIAS3. ¿Qué temperatura en escala Kelvin corresponde

20°Celcius?

K = °C + 273

K = 20°C + 273

K = 293

PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONESPROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES

• ¿Qué son las propiedades coligativas?

PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONESPROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES

• Corresponde a las modificaciones que sufren algunas de las propiedades del solvente en disolución como son: la presión de vapor, ascenso del punto de ebullición, descenso del punto de congelación y la presión osmótica

• Estas propiedades dependen solo de la concentración del soluto y no de su naturaleza.

• ¿Qué es la presión de vapor?

DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPORDISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

• La presión de vapor es la presión que ejerce la fase gaseosa sobre la fase líquida y paredes del recipiente, en un estado de equilibrio dinámico entre ambas fases.

• Según la presión de vapor, ¿cómo se clasifica los líquidos?

DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPORDISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

• Los líquidos pueden ser volátiles y no volátiles.

• Los líquidos volátiles, poseen presión de vapor elevado a temperatura ambiente.

• Los líquidos no volátiles, poseen presión de vapor bajo a temperatura ambiente.

DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPORDISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

• Lee el siguiente texto y responde:

DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPORDISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

• ¿Qué sucede con la presión de vapor del solvente al adicionar un soluto?

DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPORDISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR

• Produce la disminución de su presión de vapor.

• ¿Cuál es el significado de P= P° . X?

• Significa que la presión parcial ejercida por el vapor del solvente sobre una disolución (P) es igual al producto de la fracción molar del solvente en la disolución (X) por la presión de vapor del solvente puro (P°).

EJEMPLOEJEMPLO• 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 20ºC.

X octano

=10

10 + 5

X octano = 0,67

X heptano

=5

10 + 5

X heptano = 0,33

P = P° . X

P oct = P°oct . Xoct P oct = 10,45 mmHg . 0,67

P oct = 7 mmHg

EJEMPLOEJEMPLO• 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 20ºC.

P hep = P°hep . Xhep P hept = 35,5 mmHg . 0,33

P hept = 11,7 mmHg

P total = P octano + P heptano

P total = (7 + 11,7) mmHg

P total = 18,7 mmHg

EJERCICIOSEJERCICIOS1. Un mol de glucosa se agrega a 10 moles de agua a

25 ºC. Si la presión de vapor del agua pura a esta temperatura es de 23,8 mmHg, ¿cuál será la presión de vapor de la mezcla?

X glucosa

=1

10 + 1

X glucosa = 0,09

X H2O =10

10 + 1

X H2O = 0,91

P = P° . X

P H2O = P° H2O . X H2O P H2O = 23,8 mmHg . 0,91

P H2O = 21,66 mmHg

EJERCICIOSEJERCICIOS2. A 100 ºC la presión de vapor del agua es

760 mmHg. ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución preparada a partir de 30 g de etilenglicol con 80 g de agua? ( C2H6O2= 62 g/mol).

n C2H6O2 =30 g

62 g/moln C2H6O2 = 0,48 mol

n H2O =80 g

18 g/moln H2O = 4,44 mol

X C2H6O2

=0,48

4,44 + 0,48X C2H6O2 = 0,098

X H2O =4,44

4,44 + 0,48X H2O = 0,902

P H2O = P° H2O . X H2O

P H2O = 760 mmHg . 0,902

P H2O = 685,5 mmHg

EJERCICIOSEJERCICIOS2. A 100 ºC la presión de vapor del agua es

760 mmHg. ¿Cuál es la presión de vapor de una disolución preparada a partir de 30 g de etilenglicol con 80 g de agua? ( C2H6O2= 62 g/mol).

• ¿Qué es el punto de ebullición?

AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓNAUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

• El punto de ebullición (Peb) corresponde a la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica.

CONSTANTES EBULLOSCÓPICACONSTANTES EBULLOSCÓPICA

• Cuando un solvente parte de una disolución, sus moléculas tienen menor posibilidad de pasar al estado gaseoso, ya que las moléculas de soluto en la superficie reduce el número de moléculas de solvente que se evapora; así, su presión de vapor es menor que si estuviese en estado puro.

• En consecuencia, una solución con un soluto no volátil, igualará su presión de vapor a la presión atmosférica, a una temperatura mayor que el solvente puro y aumentando de esta manera su punto de ebullición.

AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓNAUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

EJEMPLOEJEMPLO• 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)

∆Teb = Keb . m ∆Teb(H2O) = Keb . m

∆Teb(H2O) = 0,52°C/m . 1,143 m

SI: 8 mol NaCl=

X mol NaCl

7000 g disolvente 1000 g disolvente

X = 1,143 m.

∆Teb(H2O) = 0,59°C

EJEMPLOEJEMPLO• 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)

∆Teb = Teb - T°eb

Teb(H2O) = (100 + 0,59)°C

Teb(H2O) = 100,59°C

EJERCICIOEJERCICIO• ¿Cuál es la temperatura de ebullición de una

disolución preparada a partir de 0,4 mol de sacarosa (C12H22O11) en 250 g de agua?

∆Teb(H2O) = Keb . m

∆Teb(H2O) = 0,52°C/m . 1,6 m

Si: 0,4 mol C12H22O11 =X mol C12H22O11

250 g H2O 1000 g H2O

X = 1,6 m.

∆Teb(H2O) = 0,83°C

EJERCICIOEJERCICIO• ¿Cuál es la temperatura de ebullición de una

disolución preparada a partir de 0,4 mol de sacarosa (C12H22O11) en 250 g de agua?

∆Teb = Teb - T°eb

Teb(H2O) = (100 + 0,83)°C

Teb(H2O) = 100,83°C

• ¿Qué es el punto de congelación?

DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓNDISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN

• El punto de congelación (Pc) es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido coincide con la presión de vapor del sólido, es decir, el líquido se convierte en sólido.

CONSTANTES CRIOSCÓPICACONSTANTES CRIOSCÓPICA

DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓNDISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN

• Cuando el agua de una disolución alcanza el punto de congelación, sus moléculas se enlazan, rompiendo las interacciones con el soluto disuelto.

• Esto ocasiona un descenso de la presión de vapor y, por lo mismo, una disminución en el punto de congelación en relación con el solvente puro (0°C).

EJEMPLOEJEMPLO• 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)

∆Tc = Kc . m ∆Tc(H2O) = Kc . m

∆Tc(H2O) = 1,86°C/m . 5,3 m

Si: 4 mol C2H6O2 =X mol C2H6O2

750 g H2O 1000 g H2O

X = 5,3 m.

∆Tc(H2O) = 9,9°C

∆Tc = Tc° - Tc

Tc(H2O) = (0 – 9,9)°C

Tc(H2O) = – 9,9°C

EJEMPLOEJEMPLO• 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)

EJERCICIOEJERCICIO• ¿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)

∆Tc = Kc . m ∆Tc(H2O) = Kc . m

∆Tc(H2O) = 1,86°C/m . 5,7 m

Si: 2 mol (C12H22O11) =X mol (C12H22O11)

350 g H2O 1000 g H2O

X = 5,7 m.

∆Tc(H2O) = 10,6°C

∆Tc = Tc° - Tc

Tc(H2O) = (0 – 10,6)°C

Tc(H2O) = – 10,6°C

EJERCICIOEJERCICIO• ¿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)

PRESIÓN OSMÓTICAPRESIÓN OSMÓTICA

• ¿Qué es la Osmósis?

• Es el paso de un solvente desde la disolución más diluida hacia la más concentrada mediante una membrana semipermeable.

PRESIÓN OSMÓTICAPRESIÓN OSMÓTICA

• Presión que ejerce una disolución sobre la membrana semipermeable y que detiene la osmósis.

• ¿Qué es la Presión Osmótica?

PRESIÓN OSMÓTICAPRESIÓN OSMÓTICA

∏ = M . R . T

Donde:

∏: Presión Osmótica (atmósfera).M: Molaridad de la disolución (mol/L).R: Constante de los gases (0,082 L . atm/mol . K).T: Temperatura absoluta (Kelvin).

EJEMPLOEJEMPLO• Determina la presión osmótica de una disolución de

sacarosa 0,10 mol/L en contacto con agua pura, a 20ºC.

20 + 273 = 293 K

∏ = 0,10 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 293 K

∏ = M . R . T

∏ = 2,4 atm

EJEMPLOEJEMPLO• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución

que mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C?

∏ = M . R . T

X = 0,00684 atmósfera

Sabiendo que:

760 mmHg=

5,20 mmHg

1 atmósfera X atmósfera

25 + 273 = 298 K

EJEMPLOEJEMPLO• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución

que mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C?

∏ = M . R . T

M = ∏

R . TM = 0,00684 atm

0,082(L.atm/mol.K). 298 K

M = 0,00028 mol/litro

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

25 + 273 = 298 K

∏ = 0,05 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 298 K

∏ = M . R . T

∏ = 1,22 atm

EJERCICIOEJERCICIO

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

22 + 273 = 295 K

∏ = 1,36 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 295 K

∏ = M . R . T

∏ = 32,898 atm

EJERCICIOEJERCICIO

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

X= 0,0735 atmósfera

Sabiendo que:

760 mmHg=

55,87 mmHg

1 atmósfera X atmósfera

25 + 273 = 298 K

EJERCICIOEJERCICIO

∏ = M . R . T

M = ∏

R . TM = 0,0735 atm

0,082(L.atm/mol.K). 298 K

M = 0,003 mol/litro

EJERCICIOEJERCICIO• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución

que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a 25°C?

PREGUNTASPREGUNTAS

1. Menciona dos ejemplos de un líquido volátil y un liquido no volátil.

2. ¿Cómo se relaciona la disminución de la presión de vapor con el aumento del punto de ebullición?

3. ¿Qué mecanismos de defensa ante las bajas temperaturas desarrollan los seres vivos?

4. Explica los siguientes enunciados argumentando a partir de la propiedad coligativa correspondiente.

A) El combustible líquido de un encendedor sale en forma de gas.

B) El metanol se puede utilizar como anticongelante en los radiadores de los vehículos, pero no se debe sacar en verano. (Punto de ebullición del metanol: 65 °C).

C) Al adicionar sal a una cacerola con agua hirviendo esta deja de ebullir.

DESAFIODESAFIO• Una disolución que contiene 0,8330 g de un

polímero de estructura desconocida en 170 mL de un solvente orgánico mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a 25°C. ¿Cuál es la masa molar del polímero?

Muchas GraciasMuchas Gracias

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