Las propiedades coligativas implican estudios sobre el propiedades físicas de las soluciones, más precisamente de un solvente en presencia de un soluto.
Aunque no lo sepamos, las propiedades coligativas se utilizan ampliamente en procesos industriales e incluso en diversas situaciones cotidianas.
Relacionadas con estas propiedades están las constantes físicas, por ejemplo, la temperatura de ebullición o fusión de determinadas sustancias.
Como ejemplo, podemos citar el proceso de la industria del automóvil, como la adición de aditivos a los radiadores de los automóviles. Esto explica por qué en lugares más fríos, el agua del radiador no se congela.
Los procesos que se realizan con los alimentos, como el salazón de carnes o incluso los alimentos saturados de azúcar, previenen el deterioro y la proliferación de organismos.
Además, la desalinización del agua (eliminación de sal) así como el esparcimiento de sal sobre la nieve en algunos lugares. donde el invierno es muy duro, corroborar la importancia de conocer los efectos coligativos sobre soluciones.
¿Quiere aprender más sobre conceptos relacionados con las propiedades coligativas? Lea los artículos:
- Estados físicos del agua
- Punto de fusión y punto de ebullición
- Desalinización del agua
- Separación de mezclas
Disolvente y soluto
En primer lugar, debemos prestar atención a los conceptos de solvente y soluto, ambos componentes de una solución:
- Solvente: sustancia que se disuelve.
- Sustancia disoluta: sustancia disuelta.
Como ejemplo, podemos pensar en una solución de agua con sal, donde el agua representa el solvente y la sal, el soluto.
¿Quiere saber más? Leer tambien Solubilidad.
Efectos coligativos: tipos de propiedades coligativas
Los efectos coligativos están asociados a fenómenos que ocurren con los solutos y solventes de una solución, clasificándose en:
Efecto tonométrico
La tonoscopia, también llamada tonometría, es un fenómeno que se observa cuando el Disminución de la presión de vapor máxima de un líquido. (solvente).
Tabla de efectos tonométricos
Esto ocurre mediante la disolución de un soluto no volátil. Por lo tanto, el soluto disminuye la capacidad de evaporación del solvente.
Este tipo de efecto coligativo se puede calcular mediante la siguiente expresión:
ΔPAG = p0 - PAG
Dónde,
ΔPAG: descenso absoluto de la presión máxima de vapor a la solución
PAG0: máxima presión de vapor de líquido puro, a temperatura t
PAG: presión de vapor máxima de la solución, a la temperatura t
Efecto ebuliométrico
La ebullioscopia, también llamada ebulliometría, es un fenómeno que contribuye a la aumento de la variación de temperatura de un líquido durante el proceso de ebullición.
Gráfico de efecto ebuliométrico
Esto ocurre mediante la disolución de un soluto no volátil, por ejemplo, cuando agregamos azúcar al agua que está a punto de hervir, la temperatura de ebullición del líquido aumenta.
El llamado efecto ebulliométrico (o ebuliscópico) se calcula mediante la siguiente expresión:
ty = ty - t0
Dónde,
ty: aumento de la temperatura de ebullición de la solución
ty: temperatura inicial de ebullición de la solución
t0: temperatura de ebullición del líquido puro
Efecto criométrico
La crioscopia, también llamada criometría, es un proceso en el que la disminución de la temperatura de congelaciónde una solución.
Gráfico de efectos criométricos
Esto se debe a que cuando un soluto no volátil se disuelve en un líquido, la temperatura de congelación del líquido disminuye.
Un ejemplo de crioscopia son los aditivos anticongelantes que se colocan en los radiadores de los automóviles en lugares donde la temperatura es muy baja. Este proceso evita la congelación del agua, lo que ayuda a la vida útil de los motores de los automóviles.
Además, la sal que se esparce por las calles en lugares donde el invierno es muy frío, evita la acumulación de hielo en las carreteras.
Para calcular este efecto coligativo se utiliza la siguiente fórmula:
tC = t0 - tC
Dónde,
tC: bajar la temperatura de congelación de la solución
t0: temperatura de congelación del disolvente puro
tC: temperatura de congelación inicial del solvente en la solución
Vea un experimento en esta propiedad en: Experimentos de química
Ley de Raoult
La llamada “Ley de Raoult” fue propuesta por el químico francés François-Marie Raoult (1830-1901).
Estudió los efectos coligativos (tonométricos, ebuliométricos y criométricos), ayudando en los estudios de masas moleculares de sustancias químicas.
Al estudiar los fenómenos asociados con la fusión y ebullición del agua, llegó a la conclusión de que: al disolver 1 mol de cualquier soluto no volátil y no iónico en 1 kg de solvente, siempre tiene la misma tonometría, ebuliometría o criométrico.
Por tanto, la Ley de Raoult se puede expresar de la siguiente manera:
“En una solución de soluto no volátil y no iónico, el efecto coligativo es proporcional a la molalidad de la solución.”.
Puede expresarse de la siguiente manera:
PAGsolución = xsolvente. PAGdisolvente puro
Lea también sobre el Número de mol y masa molar.
osmometria
La osmometría es un tipo de propiedad coligativa que está relacionada con presión osmótica de soluciones.
Recuerde que la ósmosis es un proceso fisicoquímico que implica el paso de agua de un medio menos concentrado (hipotónico) a un medio más concentrado (hipertónico).
Esto se realiza a través de una membrana semipermeable, que solo permite el paso del agua.
Acción de membrana semipermeable después de un tiempo.
La llamada presión osmótica es la presión la que permite que el agua se mueva. Es decir, es la presión que se ejerce sobre la solución, la que impide su dilución al pasar el disolvente puro a través de la membrana semipermeable.
Por tanto, la osmometría es el estudio y medida de la presión osmótica en soluciones.
Tenga en cuenta que en la técnica de desalinización de agua (eliminación de sal) el proceso llamado osmosis inversa.
Leer más sobre Ósmosis.
Leyes de la osmometría
El físico y químico holandés Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) fue el responsable de postular dos leyes asociadas con la osmometría.
La primera ley se puede expresar de la siguiente manera:
“A temperatura constante, la presión osmótica es directamente proporcional a la molaridad de la solución.”
En la segunda ley postulada por él, tenemos el siguiente enunciado:
“A molaridad constante, la presión osmótica es directamente proporcional a la temperatura absoluta de la solución.”
Por lo tanto, para calcular la presión osmótica de soluciones moleculares y diluidas, se utiliza la fórmula:
π = MRT
ser,
π: presión osmótica de la solución (atm)
METRO: molaridad de la solución (mol / L)
R: constante universal de gases perfectos = 0.082 atm. L / mol. K
T: temperatura absoluta de la solución (K)
Leer tambien Molaridad.
Ejercicios de examen de ingreso con comentarios
1. Comparando dos sartenes, simultáneamente en dos quemadores idénticos en la misma estufa, se observa que la presión de los gases en el agua hirviendo en una olla a presión cerrada es mayor que en el agua hirviendo en una olla a presión abierto.
En esta situación, y si contienen exactamente las mismas cantidades de todos los ingredientes, podemos para afirmar que, comparado con lo que ocurre en sartén abierta, el tiempo de cocción en olla a presión cerrado será:
a) más baja, ya que la temperatura de ebullición será más baja.
b) menor, ya que la temperatura de ebullición será mayor.
c) más pequeño, ya que la temperatura de ebullición no varía con la presión.
d) igual, ya que la temperatura de ebullición es independiente de la presión.
e) mayor, ya que la presión será mayor.
Alternativa b
2. (UFRN) En lugares de invierno severo, se acostumbra agregar una cierta cantidad de etilenglicol al agua de los radiadores de los automóviles. El uso de una solución en lugar de agua como refrigerante se debe a que la solución tiene:
a) menor calor de fusión.
b) punto de congelación más bajo.
c) mayor punto de congelación.
d) mayor calor de fusión.
Alternativa b
3. (Vunesp) Una de las formas de curar las heridas, según la creencia popular, es ponerles azúcar o café en polvo. La propiedad coligativa que mejor explica la eliminación de líquido, mediante el procedimiento descrito, favoreciendo la cicatrización, es estudiada por:
a) osmometría.
b) crioscopia.
c) endoscopia.
d) tonoscopia.
e) ebulliometrics.
Alternativa a
4. (UFMG) En un congelador, hay cinco formas que contienen diferentes líquidos, para hacer paletas de hielo y limón. Si los moldes se colocan en el congelador al mismo tiempo y están inicialmente a la misma temperatura, el molde que contiene 500 ml de: se congelará primero
a) agua pura.
b) solución, en agua, que contiene 50 ml de zumo de limón.
c) solución, en agua, que contiene 100 ml de zumo de limón.
d) solución, en agua, que contiene 50 ml de zumo de limón y 50 g de azúcar.
e) solución, en agua, que contiene 100 ml de zumo de limón y 50 g de azúcar.
Alternativa a
5. (Cesgranrio-RJ) Se determinó el punto de fusión de una sustancia x, encontrándose un valor menor al tabulado para esta sustancia. Esto podría significar que:
a) la cantidad de sustancia utilizada en la determinación fue menor de la necesaria.
b) la cantidad de sustancia utilizada en la determinación fue mayor de lo necesario.
c) una parte de la sustancia no se ha derretido.
d) la sustancia contiene impurezas.
e) la sustancia es 100% pura.
Alternativa
