Propiedades coligativas

Propiedades de las Soluciones
Tipos de soluciones
• Unidades de concentración
• Presión de vapor
• Ley de Raoult
• Ley de Henry
• Propiedades coligativas

Soluciones
• Mezcla homogénea de dos o más sustancias, dispersadas como
moléculas, átomos o iones.
• Puede presentarse como un sistema gaseoso, líquido o sólido.
• No presentan interfases al ser observadas con un ultramicroscopio.
• Están compuestas por uno o más solutos (componentes en menor
proporción) y un solvente (componente mayoritario).
• Ejemplos:
• sal de mesa en agua
•aire
• oxígeno disuelto en agua
• agua y etanol
• bronce (aleación de cobre y estaño)
• hojalata (aleación de cobre y zinc).

TIPOS DE SOLUCIONES
Ejemplo
Soluto
Solvente
Estado de la
solución
Aire
Gas
Gas
Gas
O 2 en agua
Gas
Líquido
Líquido
Etanol en agua
Líquido
Líquido
Líquido
NaCl en agua
Sólido
Líquido
Líquido
H 2 en paladio
Gas
Sólido
Sólido
Mercurio en plata
Líquido
Sólido
Sólido
Plata en oro
Sólido
Sólido
Sólido

Unidades de concentración
Unidades Físicas Unidades Químicas
• Molaridad (M)
• Formalidad (F)
• Fracción molar (X)
• Molalidad (m)
• Normalidad (N)
• % P/P
• % P/V
• g/l, mg/l, etc.
• % V/V

Formación de una solución
• Al formarse una solución ocurre una reorganización (ruptura,
formación) de las fuerzas intermoleculares que actúan en el soluto y
el solvente.
∆ H Sol
•Dependiendo del balance de fuerzas intermoleculares rotas y
formadas, el proceso de formación de la solución puede absorber o
ceder energía.
∆ Hsol > 0 (endotérmico)
∆ H sol < 0 (exotérmico)

Ejemplo: disolución de NaCl en H 2O
• Ruptura de puentes de H en el H 2 O
• Ruptura de interacciones iónicas entre Na + y Cl -.
• Formación de interacciones ión-dipolo

Calor de Solución
Solución
Soluto + solvente Soluto + solvente
Entalpía
Entalpía
Solución
Exotérmico Endotérmico

Interacciones soluto-solvente
soluto solvente
• Solutos polares tienden a disolverse en
solvente polares.
• Solutos no-polares tienden a disolverse
en solventes no-polares.
“Lo similar disuelve lo similar”
S 8
en agua
S 8 en S 2 C
S 8

Solubilidad
Disolución
A (s) ↔ A (solución)
Cristalización
Solubilidad: es la máxima cantidad de soluto
disuelto por unidad de volumen de solución o
de solvente a una cierta temperatura y
presión.

Solubilidad
▲ 4
● 3
■ 2
■ 1
Solubilidad (g soluto / 100 g solvente)
■ 1: Solución no-saturada (diluida)
■ 2: Solución no-saturada (concentrada)
● 3: Solución Saturada
▲ 4: Solución sobresaturada
Temperatura (ºC)

Efecto de la temperatura sobre la
solubilidad de sales.
• En general, la solubilidad
aumenta con la T si ∆H (sol) > 0
(endotérmico).
• En cambio, la solubilidad
disminuye con la temperatura si
∆H (sol) < 0 (exotérmico).
• La solubilidad de los sólidos no
depende significativamente de la
Presión.
Solubilidad (g sal / 100 g agua)
Temperatura (ºC)

Solubilidad de un gas en una solución
líquida
C A(sol.) = k x P A(g)
C A
P A
Ley de Henry: La solubilidad de un gas en un líquido
aumenta con la presión parcial de equilibrio ejercida por
dicho gas a una cierta temperatura.

Efecto de la temperatura sobre la solubilidad
de un gas en un líquido
Solubilidad (mM)
Temperatura (ºC)
La solubilidad de un gas en un líquido disminuye a
medida que aumenta la temperatura.

Soluciones sólidas. Aleaciones
sustitucionales.
Ej: Cu – Ni; Cu-Zn
• Radios de los átomos similares.
• Similar estructura cristalina.

Soluciones sólidas. Aleaciones
intersticiales.
Ej: C en Fe (acero)
• Diferencia marcada de tamaños.

Presión Presi de Vapor
• es la presión ejercida por el
vapor sobre el líquido o el
sólido cuando ambas fases
se encuentran en equilibrio
dinámico a una cierta
temperatura.
Etanol
Líquido
P gas = P v equilibrio

Presión de Vapor
Tc
P v
L
V
T

La P v se incrementa con la Temperatura

Diagrama de Fases del H 2 O

Ley de Raoult
La presión parcial de un componente en una
mezcla líquida es igual a su fracción molar en
el líquido por la presión de vapor del
componente puro a la misma temperatura
°
= Χ APA
A
P

Ley de Raoult
°
= Χ APA
A
P

Efecto de un soluto no-volatil sobre la
presión de vapor del solvente.
P t= P A + P B= X A(l)P Aº+ X B(l)P Bº
P t= X d P dº
P =
∆
soluto)
(
X
0
P

Propiedades Coligativas
Descenso de la Presión de Vapor
P =
∆
)
soluto
(
X
0
P
Solvente Solución

Propiedades Coligativas
Es un conjunto de propiedades de las
soluciones, que dependen de la cantidad de
particulas de soluto disuelta.
• Disminución de la presión de vapor.
• Aumento del punto de ebullición
(aumento ebulloscópico)
• Disminución del punto de fusión
(descenso crioscópico)
• Presión osmótica

Efecto de un soluto no-volatil sobre la
presión de vapor del solvente.

Aumento ebulloscópico
∆ T~ ∆ P
∆ P= x 2 P 1 º= n 2 P 1 º/ (n 1 + n 2 )
∆ T ~ n 2 P 1 ºM 1 1000 / m 1 1000
∆ T = K e m

Aumento ebulloscópico
ln (p / pº) = - ∆H v / R (1/ T o –1/ T)
ln (1-x 2 ) = - ∆H v / R (T – T o ) / T T o
-x 2 = - ∆H v ∆T / RT o 2
n 2 / (n 1 + n 2 ) = (∆H v / RT o 2 ) ∆T
∆T e = n 2 M 1 RT o 2 1000 / m1 ∆Hv 1000
∆ T e = K e m
K e= M 1 RT o 2 / ∆Hv 1000

Descenso Crioscópico
∆ T~ ∆ P
∆ P= x 2 P 1 º= n 2 P 1 º/ (n 1 + n 2 )
∆ T ~ n 2 P 1 ºM 1 1000 / m 1 1000
∆ T = K c m

Descenso Crioscópico
1. ln (p / p s ) = - ∆Hv / R (1/ To – 1/ T)
= - (∆H v / R) (T – T o ) / TT o
ln (p / ps) = (∆H v / R) ∆T / T o 2
2. ln (pº / ps)= - ∆Hs / R (1/ To –1/ T)
= - (∆Hs / R) (T – To ) / TTo ln (pº / ps) = (∆Hs / R) ∆T / T 2
o
∆ T c = K c m
K c= M 1 RT o 2 / ∆Hf 1000

Presión Osmótica
nRT
=
V
π
n
RT
⎞
⎟
⎠
V
⎛
⎜
⎝
=
π
MRT
=
π

Osmosis
• Membrana semipermeable: permite el
pasaje de solvente, pero no de soluto (Ej:
membranas celulares y celofán).
• Ósmosis: es el pasaje de solvente desde
una solución diluida (o solvente puro) hacia
una solución más concentrada a través de
una membrana semipermeable.
• Presión Osmótica: es la presión que se
debe ejercer sobre la solución concentrada
para evitar el pasaje de solvente.

Propiedades Coligativas (soluto no disociable)
Descenso relativo de Pv ∆ P= Xsoluto Pº solvente
Aumento ebulloscópico
∆Te = Kem Descenso crioscópico
∆Tc = Kcm Presión osmótica
MRT
=
π

Propiedades Coligativas (soluto disociable)
Descenso relativo de Pv ∆ P= i ∆ P (teórico)
Aumento ebulloscópico
1< i ≤ν
∆Te = i Kem Descenso crioscópico
∆Tc = i Kcm Presión osmótica
π = i MRT