Entendiendo la Ley de Raoult y las Propiedades Coligativas de las Soluciones
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Ley de Raoult
Esta ley dice que la presión de vapor de un componente (P) en una solución es igual a su presión de vapor en estado puro (Pº) multiplicado por su fracción molar (X):
P = Pº (solvente) x X (solvente)
Presión de Vapor en Soluciones Volátiles
Si se tiene una solución con los componentes A y B, donde ambos son volátiles (con altas presiones de vapor), la presión de vapor de la solución será igual a la suma de las presiones parciales de cada componente de la solución:
- PA = PºA x XA
- PB = PºB x XB
Psolución = PA + PB
Descenso del Punto de Congelación
b) Descenso del punto de congelación: Si en un congelador ponemos dos tiestos, uno con agua pura y otro con agua con azúcar, el agua pura congelará a 0ºC y el agua con azúcar congelará a una temperatura menor a 0ºC.
Cuando se produce la congelación de un líquido, las moléculas de este se enlazan y se ordenan. Si se congela un líquido puro, las moléculas de este se enlazan y se ordenan a una cierta temperatura. Si se congela una solución, el soluto disuelto interfiere en el enlace y el ordenamiento de las moléculas del líquido (solvente). Entonces, para que la solución congele, es decir, para que se ordenen las moléculas del solvente, la temperatura debe ser menor que la temperatura de congelamiento del solvente puro.
El punto de congelación de una solución es siempre menor que el del solvente puro.
Por lo tanto, entre el punto de congelación de una solución y el punto de congelación del solvente puro hay una diferencia de temperatura (Tc), o sea:
Tc = Pto. Cong. solvente puro - Pto. Cong. de la solución
Experimentalmente se observa que la diferencia de temperatura (Tc) entre el punto de congelación del solvente puro y el punto de congelación de la solución es directamente proporcional a la concentración de la solución, lo cual se puede expresar de la siguiente manera:
Tc = Kc x m
Kc es una constante de proporcionalidad llamada constante crioscópica, que corresponde al descenso del punto de congelación de una solución 1 molal y es característica para cada solvente.
Propiedades Coligativas de las Soluciones
Prof. Jaime Correa G.
Las propiedades coligativas de las soluciones son propiedades que dependen solo de la concentración del soluto y no de su naturaleza, es decir, dependen solamente del número de partículas de soluto.
Las propiedades coligativas son:
- La disminución de la presión de vapor
- El descenso del punto de congelación
- El ascenso del punto de ebullición
- La presión osmótica
La Presión de Vapor
a) La presión de vapor: es una medida del número de moléculas que escapan de la superficie del líquido por unidad de área.
Líquidos distintos a igual temperatura tienen diferente presión de vapor, porque dejan escapar diferentes cantidades de moléculas por unidad de área, esto se debe a que tienen distintas fuerzas de atracción entre sus moléculas.
De acuerdo a la presión de vapor, se habla de líquidos volátiles y no volátiles. Los líquidos volátiles pasan con facilidad al estado de vapor debido a que las fuerzas de atracción entre sus moléculas son muy débiles, por lo tanto, estos tienen una alta presión de vapor.
Por lo anteriormente dicho, se deduce que la presión de vapor de un líquido es inversamente proporcional a la fuerza de atracción de las moléculas que conforman este líquido.
Una manera de modificar la presión de vapor es cambiar la temperatura. A mayor temperatura, menor fuerza de atracción entre las moléculas, más moléculas pasan al estado gaseoso, por lo tanto, mayor es la presión de vapor. Entonces, la presión de vapor es directamente proporcional a la temperatura.
La principal diferencia entre un líquido puro y una solución de este líquido es el número de moléculas del líquido por unidad de área en la superficie.
Líquido puro: xxxxxxxxxxx superficie oxoxoxoxoxo solución
x = molécula del líquido puro (solvente) o = molécula de soluto
Según lo anterior, es lógico pensar que, a una misma temperatura, un líquido puro (solvente puro) deja escapar mayor número de moléculas por unidad de área que una solución formada por este solvente y un soluto no volátil.
La presión de vapor de un líquido puro es siempre mayor que la de su solución, con un soluto no volátil, ambos a la misma temperatura.
La presión de vapor de una solución, como todas las propiedades coligativas, es independiente de la naturaleza del soluto; depende de la concentración y es proporcional a su concentración, expresada como fracción molar (X).