Propiedades Coligativas y Leyes Ponderales de la Química

Aumento de la temperatura de ebullición (Ebulloscopía)

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Como un soluto no volátil hace bajar la presión de vapor del solvente, se requiere una mayor temperatura para igualar la presión atmosférica.

Las partículas de soluto ocupan la superficie donde hacen contacto el líquido y el gas, lo que interfiere con la capacidad de las partículas del solvente para escapar del estado líquido. Al agregar moléculas o iones a un solvente puro, la temperatura en la que este entra en ebullición es más alta.

Ecuación de la Ebulloscopía

ΔTₑ = Kₑ · m

• m: es la molalidad (mol/kg).
• ΔTₑ: es el aumento del punto de ebullición, igual a la temperatura de ebullición de la solución menos la temperatura de ebullición del solvente puro.
• Kₑ: es la constante ebulloscópica del disolvente. Cuando el solvente es agua, su valor es de 0,51 °C·kg/mol.

La temperatura de ebullición de la solución es siempre mayor que la del disolvente puro. Cuando un mol de una sal se disuelve en solución, el efecto del aumento del punto de ebullición es aún mayor, pues la sal producirá un efecto que será el total de las partes (iones) que se disuelven.

Presión Osmótica

La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a desplazarse desde zonas de menor concentración hacia zonas de mayor concentración de partículas; es una tendencia de los solventes a "fluir". Se define como el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida hacia una solución más concentrada a través de una membrana semipermeable.

A la cantidad exacta de presión que se requiere para detener el flujo neto de solvente se le denomina presión osmótica (Π).

Ecuación de la Presión Osmótica

Π · V = n · R · T

• n: número de moles de partículas en la solución.
• R: constante universal de los gases, donde R = 8,314472 J · K⁻¹ · mol⁻¹.
• T: temperatura absoluta en grados Kelvin (K).

Teniendo en cuenta que el cociente n/V representa la molaridad (M), obtenemos la siguiente expresión:

Π = M · R · T

Esta propiedad no depende de la carga de las partículas. Es un fenómeno fundamental en medicina y biología, siendo el factor principal que impulsa el agua desde el suelo hasta las hojas de las plantas.

Leyes Ponderales

Ley de Conservación de la Masa: Ley de Lavoisier

La masa se conserva en las reacciones químicas: la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos de la reacción. La materia es discontinua y, cuando se transforma químicamente, los átomos que la constituyen se reorganizan.

Los átomos no son creados ni destruidos; el número de átomos de cada elemento que participa va a ser el mismo antes y después del proceso. Al no crearse nuevos átomos ni destruirse los existentes, llegamos a la conclusión de que la masa debe conservarse, ya que no hay cambio en la cantidad de materia existente durante la transformación.

Ley de las Proporciones Definidas: Ley de Proust

La relación entre las masas de los elementos que se combinan para la formación de un mismo compuesto es constante. En la formación de un compuesto intervienen átomos de distintos elementos en una proporción fija.

Si esto es así, entonces también será constante la relación entre las masas de los átomos de dichos elementos. Dado que un mismo compuesto estará siempre formado por los mismos elementos en la misma proporción, esta relación será extensible a la totalidad del compuesto.