Transcript X mol - bioquimab

Colegio Andrés Bello
Chiguayante
PROPIEDADES
COLIGATIVAS
Jorge Pacheco R.
Profesor de Biología y Química
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 PREVIAS
1. 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
SI:
20 g
=
58,5 g/mol
0,34 mol NaCl
600 g disolvente
n = 0,34 mol NaCl
=
X mol NaCl
1000 g disolvente
X = 0,57 m.
PREGUNTAS PREVIAS
2. 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?
10 g
=
58,5 g/mol
n NaCl
n H2O
X NaCl
X H2 O
=
=
=
500 g
18 g/mol
0,17
n NaCl = 0,17 mol
n H2O = 27,78 mol
X NaCl = 0,006
27,78 + 0,17
27,78
27,78 + 0,17
X H2O = 0,994
PREGUNTAS PREVIAS
3. ¿Qué temperatura en escala Kelvin corresponde
20°Celcius?
K = °C + 273
K = 20°C + 273
K = 293
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES
• ¿Qué
son
coligativas?
las
propiedades
• 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.
DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR
• ¿Qué es la 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.
DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR
• Según la presión de vapor, ¿cómo se
clasifica los líquidos?
• 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 VAPOR
•
Lee el siguiente texto y responde:
DISMINUCIÓN PRESIÓN DE VAPOR
• ¿Qué sucede con la presión de vapor del
solvente al adicionar un soluto?
• 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°).
EJEMPLO
•
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
EJEMPLO
•
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
EJERCICIOS
1. 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 H2O
X glucosa = 0,09
=
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
EJERCICIOS
2. 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 =
n H2O
=
=
X
C2H6O2
X H2 O
=
30 g
62 g/mol
n C2H6O2 = 0,48 mol
80 g
n H2O = 4,44 mol
18 g/mol
0,48
4,44 + 0,48
4,44
4,44 + 0,48
X C2H6O2 = 0,098
X H2O = 0,902
EJERCICIOS
2. 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).
P H2O = P° H2O . X H2O
P H2O = 760 mmHg . 0,902
P H2O = 685,5 mmHg
AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
• ¿Qué es el 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 EBULLOSCÓPICA
AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
• 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.
EJEMPLO
• 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)
SI:
8 mol NaCl
7000 g disolvente
=
X mol NaCl
1000 g disolvente
X = 1,143 m.
∆Teb = Keb . m
∆Teb(H2O) = Keb . m
∆Teb(H2O) = 0,52°C/m . 1,143 m
∆Teb(H2O) = 0,59°C
EJEMPLO
• 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
EJERCICIO
•
¿Cuál es la temperatura de ebullición de una
disolución preparada a partir de 0,4 mol de
sacarosa (C12H22O11) en 250 g de agua?
Si:
0,4 mol C12H22O11
250 g H2O
=
X mol C12H22O11
1000 g H2O
X = 1,6 m.
∆Teb(H2O) = Keb . m
∆Teb(H2O) = 0,52°C/m . 1,6 m
∆Teb(H2O) = 0,83°C
EJERCICIO
•
¿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
DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN
• ¿Qué es el 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 CRIOSCÓPICA
DISMINUCIÓN 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).
EJEMPLO
• 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)
Si:
4 mol C2H6O2
750 g H2O
=
X mol C2H6O2
1000 g H2O
X = 5,3 m.
∆Tc = Kc . m
∆Tc(H2O) = Kc . m
∆Tc(H2O) = 1,86°C/m . 5,3 m
∆Tc(H2O) = 9,9°C
EJEMPLO
• 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 = Tc° - Tc
Tc(H2O) = (0 – 9,9)°C
Tc(H2O) = – 9,9°C
EJERCICIO
• ¿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)
Si:
2 mol (C12H22O11)
350 g H2O
=
X mol (C12H22O11)
1000 g H2O
X = 5,7 m.
∆Tc = Kc . m
∆Tc(H2O) = Kc . m
∆Tc(H2O) = 1,86°C/m . 5,7 m
∆Tc(H2O) = 10,6°C
EJERCICIO
• ¿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 = Tc° - Tc
Tc(H2O) = (0 – 10,6)°C
Tc(H2O) = – 10,6°C
PRESIÓN 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 OSMÓTICA
• ¿Qué es la Presión Osmótica?
• Presión que ejerce una disolución sobre
la membrana semipermeable y que
detiene la osmósis.
PRESIÓN 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).
EJEMPLO
• Determina la presión osmótica de una disolución de
sacarosa 0,10 mol/L en contacto con agua pura, a
20ºC.
∏=M.R.T
20 + 273 = 293 K
∏ = 0,10 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 293 K
∏ = 2,4 atm
EJEMPLO
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución
que mostró una presión osmótica de 5,20 mmHg a
25°C?
∏=M.R.T
Sabiendo
que:
760 mmHg
1 atmósfera
=
5,20 mmHg
X atmósfera
X = 0,00684 atmósfera
25 + 273 = 298 K
EJEMPLO
• ¿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.T
0,00684 atm
M =
0,082(L.atm/mol.K). 298 K
M = 0,00028 mol/litro
EJERCICIO
•
¿Cuál es la presión osmótica de una disolución que
contiene 0,05 mol/L de glicerina a 25ºC?
∏=M.R.T
25 + 273 = 298 K
∏ = 0,05 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 298 K
∏ = 1,22 atm
EJERCICIO
•
¿Cuál es la presión osmótica de una disolución
acuosa de urea ((NH2)2CO) 1,36 M a 22ºC?
∏=M.R.T
22 + 273 = 295 K
∏ = 1,36 (mol/L) . 0,082 (L.atm/mol.K) . 295 K
∏ = 32,898 atm
EJERCICIO
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución
que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a
25°C?
Sabiendo
que:
760 mmHg
1 atmósfera
=
55,87 mmHg
X atmósfera
X= 0,0735 atmósfera
25 + 273 = 298 K
EJERCICIO
• ¿Cuál es la concentración molar de una disolución
que mostró una presión osmótica de 55,87 mmHg a
25°C?
∏=M.R.T
M =
∏
R.T
0,0735 atm
M =
0,082(L.atm/mol.K). 298 K
M = 0,003 mol/litro
PREGUNTAS
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.
DESAFIO
• 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?
Colegio Andrés Bello
Chiguayante
Muchas Gracias