Propiedades coligativas

• Solución : A s (volátil) + B s (no volátil, no solidifica, no electrolito o electrolito)

• Son las propiedades de las soluciones diluidas que dependen del número de partículas de soluto por unidad de volumen de solución.

• Son propiedades coligativas:• descenso relativo de la presión de vapor• descenso crioscópico• ascenso ebulloscópico• presión osmótica

Universidad de la Plata. Cátedra Biofísica

Características comunes de las propiedades coligativas

• Son una consecuencia de la reducción del potencial químico del disolvente que resulta que resulta de la presencia de un soluto no volátil.

• No existe una influencia directa del soluto sobre el potencial químico del vapor del solvente ni del solvente sólido, ya que el soluto no aparece ni en fase vapor , ni en fase sólida.

Utilización de las propiedades coligativas

• Determinación de la masa molar del soluto.

Disminución de la presión de vapor

• Soluto no volátil: contribución despreciable a la presión de vapor de la disolución.

• Si la presión de vapor no es despreciable a la temperatura de la disolución, su X será lo suficientemente pequeña como para ignorar su contribución.

Presión de la solución se debe sólo al componente A (solvente).

PA = xA P*A

PA = (1 - xB ) P*A

PA = P*A - xB P*A

PA - P*A = - xB P*A

P*A - PA = xB P*A

P = xB P*A

P independiente de la naturaleza de B. Sólo depende de la x en la solución.

Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito)

Disminución de la presión de vapor (s. no electrolito)

Al añadir el soluto (oscuros en b), el desorden de la fase condensada es relativamente mayor que del líquido puro,lo que produce una disminución de la tendencia a adquirir el desorden característico de la fase vapor.

Origen entrópico

Disminución de la presión de vapor (st. no electrolito)

Punto de ebullición solvente:Temperatura a la que la presiónde vapor del líquido es igual a la presión externa.

la presión de vapor del solvente en solución disminuye

aumenta el punto de ebullición del solvente en solución

Temperatura

SolventePuro

Solución

p0

p

T0 T

Aumentodel puntode ebullición

Descenso de la presiónde vapor

Vapor

Líquido

Elevación del punto de ebullición:ascenso ebulloscópico

solvente puro solvente con soluto (no volátil)

X1 = 1 X1 < 1

<

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito)

en soluciónOrigen: modificación del potencial químico del solvente

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito)

puro

solución

constante, T-To (T) pequeño

T pequeño T To

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito)

Solución diluida

propiedades del solvente

fracción molar del soluto

Elevación del punto de ebullición (st. no electrolito)

T – T* solvente soluto

constante ebulloscópica:

TABLAS ó CALCULO

Temperatura

SolventePuro

Solución

p0

p

T0 T

Aumentodel puntode ebullición

Descenso de la presiónde vapor

Descenso del punto de congelación:descenso crioscópico (st. no electrolito)

Origen: modificación del potencial químico del solvente en presencia de un soluto que no solidifica

La disminución del estabiliza la solución y hace menor la tendencia de A a congelar, separándose de la disolución.

constante crioscópica:

TABLAS ó CALCULO

T* – T

Temperatura (°C)

Pre

sió

n (

atm

)

Vapor

Líquido

Hielo

0 100

1

Agua

Solución 1

Te Tc

Ósmosis - Presión Osmótica

ÓsmosisÓsmosis

El flujo de solvente desde una solución diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable recibe el nombre

de ósmosis.

Una membrana semipermeable permite el pasaje de solvente y no de solutos.

Baja concentraciónde soluto

Alta concentraciónde soluto

Alta concentraciónde soluto

Baja concentraciónde soluto

Presión osmótica

Membranasemipermeable

Presiónosmótica

La presión osmótica, , es la presión que se debe aplicar sobre la disolución para detener el flujo de disolvente.

Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito)

sc diluidaBalancea el flujo de disolvente

Presión osmótica – tratamiento cuantitativo (st. no electrolito)

sc.diluida

molaridad

conc. st. g L-1

masa molar st

M2

Propiedad de la membrana en el sentido de dejar pasar el solvente y no el soluto.

• Soluciones isotónicas ó isosmoticasSoluciones isotónicas ó isosmoticas: las que tienen la misma : las que tienen la misma presión osmótica que la sangre.presión osmótica que la sangre.

Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones

No hemólisisSolucion isotónica

NaCl 150 mM

• Soluciones hipotónicas ó hiposmóticasSoluciones hipotónicas ó hiposmóticas: las que tienen menor : las que tienen menor presión osmótica que la sangre.presión osmótica que la sangre.

Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones

Hemólisis instantáneaSolución hipotónica

Agua destilada

• Soluciones hipertónicas ó hiperosmóticasSoluciones hipertónicas ó hiperosmóticas: las que tienen mayor : las que tienen mayor presión osmótica que la sangre.presión osmótica que la sangre.

Presión osmótica – Tonicidad de las soluciones

CrenaciónSolucion hipertónica

NaCl 300 mM

Propiedades coligativas

Determinación de la masa molar del soluto

Método ebulloscópico: se determina experimentalmente T de ebullición de la solución.

Método crioscópico: se determina experimentalmente T de solidificación de la solución.

Presión osmótica: se determina experimentalmente altura h de ascenso de la solución.

A partir de crioscopía se obtiene un cambio de T mayor respecto de ebulloscopía, pero ambos son pequeños, es decir, medidas poco confiables porque pueden conducir a error. La altura h de presión osmótica es una medida mas fácil de medir, por lo tanto mas confiable que conduce a menos error.

Propiedades coligativas

SOLUTO ELECTROLITO: fuerte, débil

Factor i de Van´t Hoff

Es el número de especies químicas (partículas) obtenidas en la solución por molécula de soluto

Partículas activas = i . Concentración i = 1 El soluto no sufre modificaciones

i > 1 El soluto sufre disociación molecular

Propiedades coligativas: función del numero de partículas de soluto en solución

1

1i

Numero real de partículas en solución

Numero de partículas en solución antes de la disociacióni =

AxBy xAz+ + yBz-

N 0 0N(1-) Nx Ny

(x + y) =

Electrolito débil

i = N ( 1-) + N

N

i = 1- +

Factor i de Van´t Hoff

Electrolito fuerte

i = x + y

N

N: numero de moles iniciales estequiométricos del electrolito

Teb = Keb (i m2)

Tc = Kc (i m2) = RT (i C2)

M2

Propiedades coligativas para cualquier tipo de soluto: electrolito / no electrolito

P = i xB P*A

Propiedades coligativas para soluciones reales

P = aB P*A

Teb = Keb a2

Tc = Kc a2

= RT a2