Propiedades Coligativas de Soluciones: Conceptos Clave y Relevancia Química
Enviado por Chuletator online y clasificado en Química
Escrito el en 
español con un tamaño de 4,49 KB
Propiedades Coligativas
La mayoría de las propiedades de las soluciones dependen de la naturaleza del soluto. Sin embargo, existen cuatro propiedades físicas de las soluciones que son comunes para todos los solutos no volátiles, independientemente de su identidad química. Estas son:
- La disminución de la presión de vapor.
- La elevación del punto de ebullición (Ebulloscopía).
- La disminución del punto de congelación (Crioscopía).
- La presión osmótica.
Las propiedades coligativas de las soluciones solo dependen de la cantidad de partículas de soluto presentes en la solución, y no de su tipo o naturaleza. Tienen muchos usos prácticos, como por ejemplo, en los anticongelantes.
En esencia, las propiedades coligativas son aquellas propiedades de una solución que solo dependen de la concentración (cantidad) y no de la naturaleza o tipo de soluto. Consisten en propiedades del disolvente que se modifican cuando este forma parte de una solución. La causa de estos cambios es la presencia del soluto, que implica la formación de interacciones entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto (ya sean iones o moléculas).
1. Disminución de la Presión de Vapor
Cuando se prepara una solución con un disolvente puro y un soluto no volátil, y se mide su presión de vapor, se observa que esta es menor en comparación con la presión de vapor del disolvente puro. Este fenómeno es una consecuencia directa de la presencia del soluto no volátil.
Al comparar las presiones de vapor de dos soluciones de igual composición pero diferente concentración, la solución más concentrada siempre tendrá una menor presión de vapor. Esto se debe a varios factores:
- La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre, lo que reduce la probabilidad de que escapen a la fase de vapor.
- La aparición de fuerzas atractivas (interacciones) entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando el paso de estas últimas a la fase de vapor.
La disminución de la presión de vapor (ΔP) se puede expresar mediante la siguiente relación:
ΔP = Pº - P = Pº · Xsoluto
Donde:
- P: es la presión de vapor de la solución.
- Pº: es la presión de vapor del disolvente puro.
- Xsoluto: es la fracción molar del soluto en la solución.
Es importante destacar que la presión de vapor de la disolución es siempre menor que la del disolvente puro. Según la Ley de Raoult, la presión de vapor de la disolución (P) es igual a la presión de vapor del disolvente puro (Pº) multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución (Xdisolvente):
P = Pº · Xdisolvente
Aplicación Industrial:
La diferencia de presiones de vapor permite la separación de mezclas de líquidos con distinta volatilidad mediante procesos de destilación, especialmente la destilación fraccionada.
2. Descenso Crioscópico o Disminución del Punto de Congelación
El punto de congelación es la temperatura a la cual un líquido comienza a solidificarse. Su valor coincide con el punto de fusión. Para una solución, su punto de congelación es siempre menor que el de su disolvente puro.
El soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos del disolvente. Por esta razón, se agregan ciertas sustancias químicas (solutos) para hacer descender el punto de congelación de una sustancia, como ocurre en los anticongelantes utilizados en vehículos o en la sal que se esparce en carreteras heladas.
El descenso crioscópico (ΔTc) se calcula mediante la siguiente fórmula:
ΔTc = Kc · m
Donde:
- ΔTc: Descenso del punto de congelación. Se calcula como la temperatura de congelación del disolvente puro menos la temperatura de congelación de la solución (Tºc - Tc), siendo siempre un valor positivo.
- Kc: Constante crioscópica del disolvente. Es una constante característica para cada disolvente. Por ejemplo, para el agua, Kc es aproximadamente 1,86 ºC·kg/mol.
- m: Molalidad de la solución, expresada en mol/kg.