Por: Dana Ibeth Álvarez.
Angélica Berrío Gómez.
Jimena Molina Uribe.
Propiedades físicas de las soluciones que dependen del numero de partículas del soluto en el solvente y no del tipo, son:
Presión de vapor. Punto de ebullición. Punto de congelación. Presión osmótica.
Presión de vapor:
Las moléculas de la fase gaseosaque chocan contra la fase líquidaejercen una fuerza contrala superficie del líquido, fuerzaque se denomina PRESIÓN DEVAPOR , que se define comola presión ejercida por unvapor puro sobre su faselíquida cuando ambos seencuentran en equilibrio dinámico.
Matemáticamente se puede expresar:
PA = P0A XA
Donde: PA = P disolvente en solución
P0A=P disolvente puro
XA = X disolvente
Ejemplo 1: Calcule la presión de vapor de una solución que contiene 6.67 g de
glucosa(C6H12O6) disueltos en 45.35g de agua a 25ºC. La presión de vapor
de agua pura a 25ºC es 23.3mmHg.
Solución:
Sabemos que: PA = P0A XA
Sacamos los datos:
PºA = 23.3 mmHg, gramos, glucosa(soluto) = 6.67g,
gramos agua(solvente) = 45.3g
Necesito: fracción molar del solvente puro(XA)
XA = moles agua/moles totales
Moles agua = 45.35g (1mol/18.02g) = 2.517 mol
Moles glucosa = 6.67g(1mol/180.0g) = 0.0371mol
Moles totales= moles agua + moles glucosa = 2.517mol + 0.0371mol = 2.554mol
XA = moles agua/moles totales = 2.517mol/2.554mol = 0.9855
PA = P0A XA = (23.3mmHg)(0.9855) = 22.96mmHg = 23.0mmHg
Presión osmótica:
Ciertas membranas permiten
el paso del disolvente a
través de ellas pero no las
del soluto. Estas membranas
son semipermeables. El flujo
de disolvente a través de
una Membrana
semipermeable para igualar la
concentración de soluto en
ambos lados de la membrana
se conoce como osmosis.
Para una solución la presión osmótica estárelacionada con su concentración por:
π = MRT Donde:π = presión osmóticaM = molaridad de la solución, R = 0.08206atmL/KmolT = temperatura en grados Kelvin
Ejercicio 1: Una solución de una sustancia desconocida enagua a 320K tiene una presión osmótica de 2.95 atm. ¿Cuál esla molaridad de la solución?
Solución: Sacamos los datosM:?R: 0.082 atm.L / mol.kT: 320KΠ: 2,95 atmReemplazamos π = MRT 2,95= M* 0.082 atm.L / mol.k *320KM= 0.112 M
Punto de ebullición.
•Es la temperatura en la cual la presión de vapor iguala la presión atmosférica.
• El aumento del punto de ebullición en soluciones es proporcional al numero de partículas de soluto no volátil disuelto en el solvente
∆ Teb = Teb + T °eb
∆ Teb = Keb m Donde: ∆ Teb = Ascenso del punto de ebullición. Teb = Temperatura de ebullición de la solución. T °eb= Temperatura de ebullición del solvente puro. Keb = Constante molal de la elevación del punto de
ebullición o constante ebulloscópica. m = molalidad ( moles de soluto / Kg de solvente)
Ejercicio 1:
Calcular el punto de ebullición de una solución de 70g de anticongelante etilenglicol (C2H6O2 ) en 500g de H2O (Keb=0,52 °C/m)
Solución:
Encontramos datos: 70g C2H6O2 62 g/mol C2H6O2
500g H2O 18g/mol H2O
Keb=0,52 °C/m
Reemplazamos:
∆ Teb = Keb m
∆ Teb = o,52 °C (1,12 mol C2H6O2 / 0,5Kg)
∆ Teb =1,16 °C
∆ Teb = Teb + T°eb
∆ Teb = 1.16°C + 100°C
∆ Teb = 101,16°C
Punto de congelación.
•Es la temperatura en la cual las moléculas de la solución pasan de estado liquido a solido.
•Cuando la presión de vapor baja, lo hace también el punto de congelación o fusión y es proporcional a la concentración molar del soluto.
∆ Tc = Tc - T °c
∆ Tc = Kc mDonde:∆ Tc = Ascenso del punto de ebullición.
Tc = Temperatura de ebullición de la solución.
T°c= Temperatura de ebullición del solvente puro.
Kc = Constante molal del descenso del punto de congelación.
m = molalidad
Ejercicio 1:El alcanfor, C10H16O, se congela a 179,8 °C ( KC= 40 °C/molal).
Cuando se disuelven 0,816 g de sustancia orgánica de masa molar desconocida en 22,01 g de alcanfor líquido, el punto de congelación de la mezcla es 176,7 °C ¿Cual es el peso molecular aproximado del soluto?
Solución:Encontramos datos: KC= 40 °C/molal TC sln= 176,7 °C
TC ste= 179,8 °C masa sto= 0,816g masa ste: 22,01 g
Reemplazamos:∆ Tc = Tc - T °c
176,7°C= Tc – 179,8°C
Tc = 3,1 °C
∆ Tc = Kc m
3,1°C= 40 °C/molal (mol sto/0,022Kg)0,0017=mol stonsto= masa/molnsto=0,816/0,0017molnsto= 480pm
EJERCICIO:35,5 Gramos de glucosa (C12H22O11) (soluto no volátil), solvente H2O 400g,temperatura 25°C
Datos y Procesos:•Kv=R*Tste2*Mste/1000 ∆HB•Kv H2O= 0,512KG*Kv/mol•∆Hb=((1,9cal/mol)*(100+273)2* *k2 *18g/mol)/1000g/kg*Kv H2O•Ln*P2/P1*=∆Hb*(1/T1-1/T2)•Presion de agua= P2:25°C•Presion de agua=1atm:100°C•∆Hb=9718,92cal/mol:539,94cal/g•Ln*P2/1atm=(9718,92cal/mol)/1,987cal/mol*k ___ (1/373-1/298)*1/k _ P2= 0,0036k (Pste a 25°CDesarrollo:A)Presión de vapor: ∆ Pv=?, ∆ PV= Pste*Psto, ∆ Pv=(0,003687-0,003697), ∆Pv=1,8*10-4
B)Punto de ebullición: ∆TB=?, ∆TBTsln-Tste, ∆TB=1000*Kv*Wsto, ∆TB=(1000g/kg*0,512KG*c/mol,35,5g)/342g/m*400g, ∆TB=0,1328°CC)Punto de congelacion: ∆TC=?, ∆TC=(100*Kc*Wsto)/,Wsto*Wste = (∆TC/ ∆TB= Kc/Kv)= ((∆tc/0,132°c)=(1,86kg*°c/mol/0512kg*°c/mol)), ∆ TC=0482°C.D)Osmotica: Π=glucosa que no disocia: Nsto=35,5g*1mol/341g=0,103mol ;VH2O=400G*1ml/1000ml=0,4L ; Π(0,103mol/0,4L * 0,082atm*mol*l/k)*298k; Π = 6,2927atm.