Fundamentos de las Propiedades Coligativas y la Ósmosis en Soluciones Químicas y Biológicas

Propiedades Coligativas de una Solución

Las Propiedades Coligativas son las propiedades físicas de las soluciones que dependen del número de partículas de soluto en una cantidad determinada de solvente, y no de la naturaleza química de dichas partículas.

Efecto de la Adición de un Soluto No Volátil

La adición de un soluto no volátil modifica significativamente las siguientes propiedades del solvente puro:

1. Disminución de la Presión de Vapor

   Cuando se añade un soluto no volátil a un disolvente puro, la presión de vapor del disolvente es menor en la solución resultante que si el disolvente estuviera puro. La adición de un soluto no volátil lleva a una disminución de la presión de vapor del disolvente. Esto se debe a que en una solución, el número de partículas de disolvente en la superficie se reduce debido a la presencia del soluto, dificultando la evaporación. El equilibrio se alcanza cuando la velocidad de evaporación del líquido es igual a la velocidad de condensación del vapor.

2. Elevación del Punto de Ebullición (Elevación Ebulloscópica)

   La presencia de moléculas de un soluto no volátil en una solución ocasiona la elevación en el punto de ebullición de la solución. Las moléculas de soluto retardan la evaporación de las moléculas del solvente, lo que disminuye la presión de vapor. En consecuencia, se debe calentar más la solución para que su presión de vapor se eleve e iguale a la presión atmosférica.

3. Disminución del Punto de Congelación (Descenso Crioscópico)

   La presencia de moléculas de un soluto no volátil en una solución ocasiona la disminución en el punto de congelación de un líquido puro. Un mol de cualquier soluto no volátil disuelto en 1000 g de solvente disminuye el punto de congelación en una cantidad constante que es característica para cada solvente.

Ósmosis y Presión Osmótica

Definición de Ósmosis

Si separamos dos soluciones de diferentes concentraciones utilizando una membrana semipermeable, se observa el paso de las moléculas de solvente a través de la membrana en el sentido que permita igualar la concentración de las soluciones separadas. Este movimiento ocurre desde la solución diluida hasta la solución concentrada. Este fenómeno recibe el nombre de ósmosis y finaliza en el momento en el cual se igualan las concentraciones de las soluciones.

Tipos de Soluciones Osmóticas

• Hipotónicas: Son aquellas que manifiestan menor presión osmótica que la disolución de referencia.
• Hipertónicas: Son aquellas que manifiestan mayor presión osmótica que la disolución de referencia.
• Isotónicas: (Implícito) Soluciones con igual presión osmótica que la referencia.

Importancia Biológica de la Ósmosis

La ósmosis es un proceso de primordial importancia en los seres vivos. Las células intercambian sustancias entre su interior y los líquidos que las rodean a través de la membrana celular. Esta membrana selecciona el paso de las sustancias que la rodean, por lo tanto, es semipermeable; tiene unos poros muy pequeños y solo permite el paso de las moléculas del solvente, pero no las del soluto.

Ejemplos de Ósmosis en Sistemas Biológicos

1. Cuando hace calor, el agua (con mayor temperatura) sale de las células por ósmosis para regular la concentración interna.
2. En un medio hipertónico o hipotónico, el agua entra o sale de la célula por ósmosis, afectando su volumen y función.
3. En el túbulo colector (la parte del nefrón donde se reabsorbe el agua), el agua es reabsorbida por ósmosis gracias a la acción de la hormona ADH (Hormona Antidiurética).
4. Cuando se absorbe el agua en el intestino grueso, esta pasa a las células epiteliales por ósmosis y luego vuelve a salir hacia el torrente sanguíneo.