Transcript 09-10 Propiedades coligativas
Propiedades coligativas
Propiedades coligativas
Se ha establecido, mediante estudios teóricos y experimentales que los líquidos poseen propiedades físicas características.
Cuando un soluto y un solvente dan origen a una solución , la presencia del soluto determina un
cambio de estas propiedades con relación a las
propiedades del solvente puro. Dichos cambios se conocen como propiedades de la solución. Estas propiedades se pueden clasificar en dos grupos:
Propiedades constitutivas Propiedades de la solución Propiedades coligativas o colectivas
Propiedades constitutivas: Son aquellas que
dependen de la naturaleza de las partículas
disueltas. Por ejemplo: la viscosidad, la densidad, la conductividad eléctrica.
Propiedades coligativas o colectivas: Son aquellas que dependen del número de partículas (moléculas, átomos o iones) disueltas en una cantidad fija de solvente y no de la naturaleza de estas partículas. Estas son: Descenso de la presión de vapor Aumento de la temperatura de ebullición Disminución del punto de congelación Presión Osmótica.
Importancia de las propiedades coligativas
Las propiedades coligativas tienen gran importancia en la vida común así como también en las disciplinas científicas y tecnológicas, entre otras cosas permite: Separar los componentes de una solución a través de la destilación fraccionada.
Formular y crear mezclas frigoríficas y
anticongelantes como las usadas en los radiadores de los automóviles.
Determinar masas molares de solutos
desconocidos.
Formular sueros y soluciones fisiológicas
Formular caldos de cultivo para microorganismos específicos.
Formular soluciones de nutrientes especiales para regadíos de vegetales.
Destilación fraccionada Anticongelante suero fisiológico Caldo de cultivo
Propiedades coligativas
Descenso de la presión de vapor Aumento del punto de ebullición Disminución del punto de congelación Presión Osmótica
Disminución de la presión de vapor
Una de las características de los líquidos es su capacidad de evaporarse, es decir, la tendencia de las
partículas de la superficie del líquido a salir de
esta fase y formar el vapor. Recordemos que no todas las partículas tienen la misma energía cinética; es decir ,no todas se mueven a la misma velocidad. A una determinada temperatura siempre la presión
de vapor del solvente (P1) (P 0 en una solución
la fracción molar del solvente (X1)
es menor que la presión de vapor del solvente puro
1) y esta disminución es directamente proporcional a P1 = X1 x P 0 1
La figura muestra comparativamente el líquido puro y su solución. En el líquido puro el equilibrio entre la
evaporación y la condensación, determina una
mayor cantidad de moléculas en la fase vapor. En tanto que en la solución al no evaporarse el soluto, sus moléculas inhiben la salida de una mayor cantidad de moléculas hacia la fase vapor, debido a las interacciones ente soluto y solvente. En consecuencia, se
reduce la presión de vapor del solvente en la solución.
Aumento del punto de ebullición
El punto de ebullición de un líquido ocurre cuando
la presión de vapor de éste se iguala a la
presión atmosférica. Cuando una solución es calentada , debido a que su presión de vapor es más baja que el solvente puro, hay que elevar más la temperatura para hacerla hervir. El aumento del punto de ebullición de la solución (T e ) respecto al solvente puro (T e 0 ) es proporcional a la concentración molal del soluto. Matemáticamente: T e = K e x M donde: T e = T e - T e 0 ; K e
M= molalidad
= constante ebulloscópica ;
Disminución del punto de congelación
La solidificación de un disolvente se producirá cuando éste rompa sus interacciones con el soluto disuelto y se enlace nuevamente como si estuviera puro. Para ello la temperatura debe bajar más que el punto en el cual el solvente se congelaría puro por lo tanto, el punto de congelación de una solución
es siempre más bajo que el del disolvente
solo y directamente proporcional a la concentración del soluto. Matemáticamente: Tc = T c 0 B - T AB
Tc = Diferencia de congelación del solvente y la solución T c 0 B = Punto de congelación del solvente puro T AB = Punto de congelación de la solución.
Experimentalmente, se observa que Tc es directamente proporcional a la concentración molal de la solución Tc = Kc x M donde:
Kc = constante crioscópica
M = molalidad.
Presión osmótica
La osmosis es el movimiento de un solvente a través de una membrana de permeabilidad
selectiva ( semipermeable); es decir que permite solo el paso del solvente pero impide el del soluto. En este caso, las moléculas pasan desde el
solvente puro o solución diluida hacia una
mas concentrada.
La presión que se debería aplicar sobre una solución para evitar el paso del solvente a través de la membrana , corresponde a la presión osmótica(π).
La presión osmótica de una solución depende de la concentración molar de la solución y de la temperatura como lo indica la relación: π = C x R x T donde: π = presión osmótica C = concentración molar R = constante de los gases, 0,082 L x atm / mol x K T = temperatura en Kelvin.
Aplicaciones de la presión osmótica
Desde el punto de vista biológico, las células pueden ingresar y eliminar sustancias a través de la membrana plasmática. El movimiento del agua a través de esta membrana genera la presión osmótica.
Existen distintos tipos de soluciones a las cuales la célula puede ser expuesta: - Solución Isotónica Solución Hipotónica Solución Hipertónica
Solución Isotónica: Presenta la misma concentración de solutos que su medio interno. Solución Hipotónica: Contiene menor cantidad de solutos, por ende menor concentración que su medio interno. Solución Hipertónica: Contiene mayor cantidad de solutos, por ende mayor concentración que en el medio interno.
Ejemplos cotidianos
Solución Hipotónica :Es aquella solución que contiene menor cantidad de solutos que su medio interno. Un ejemplo es el de los peces en el mar y de las verduras al aliñarse.
Solución Isotónica: La sangre tiene la misma cantidad de sales que el suero fisiológico; por lo tanto este es una solución isotónica.
Solución Hipertónica Es aquella que contiene mayor cantidad de solutos que su medio interno , los alimentos en conserva también son un medio hipertónico, como los frutos deshidratados y la carne salada (charqui).
soluciones hipotónicas
soluciones isotónicas
Soluciones hipertónicas
¿Qué le ocurre a una célula en estos medio?
Coloides.
Los coloides son un tipo de mezcla heterogénea llamada dispersión , que tiene una fase dispersante y una fase dispersa.
La fase dispersa es la que se encuentra en menor cantidad.
La fase dispersante o medio dispersor es la que se encuentra en mayor cantidad.
Existen distintos tipos de coloides dependiendo del tamaño de los átomos, la cantidad de éstos, la composición química.
Tipos de coloides
Tipos de coloides
emulsión espuma aerosol suspensión sol gel
Emulsión: Mezcla en la cual una fase líquida ( pequeñas gotas) se dispersan en un medio líquido. Espuma: Mezcla en el que un sólido se dispersa en un medio gaseoso.
Aerosol: Mezcla en el que un líquido se dispersa en un medio gaseoso.
Suspensión: Partículas pequeñas de un sólido o líquido dispersas en un medio liquido o gas.
Sol: Coloide que consiste de partículas sólidas distribuidas en un medio líquido. Los colores que poseen dependen del tamaño de sus partículas. Gel: Pseudo sólido o masa fácilmente deformable en la cual las partículas enlazadas comprenden el medio disperso
Medio dispersor gas gas liquido liquido liquido sólido sólido sólido
Tipos de coloides
Fase dispersa liquido Nombre aerosol Ejemplo Bruma, niebla sólido gas liquido sólido gas liquido aerosol espuma emulsión sol espuma gel Humo Crema batida Mayonesa Leche magnesia Espumas plásticas Gelatina, mantequilla sólido Sol- sólido Aleaciones, piedras preciosas