sábado, 30 de octubre de 2010

PROPIEDADES COLIGATIVAS (PUNTO DE CONGELACIÓN)

  • PUNTO DE CONGELACIÓN

La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja que la temperatura de congelación del disolvente puro (Ver Figura de la tabla). La congelación se produce cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del sólido. Llamando Tc al descenso crioscópico y m a la concentración molal del soluto, se cumple que: 

DTc = Kc

siendo Kc la constante crioscópica del disolvente. Para el agua, este valor es 1,86 ºC/mol/Kg. Esto significa que las disoluciones molales (m=1) de cualquier soluto en agua congelan a -1,86 º C.




  DIAGRAMA DE FASES

 

   ALGUNAS CONSTANTES CRIOSCÓPICAS








BIBLIOGRAFÍA
www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/.../r17732.DOC
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#po
www.psicofxp.com/.../863990-se-congela-pc-carga-windows-xp.html

PROPIEDADES COLIGATIVAS (PUNTO DE CONGELACIÓN)

  • PUNTO DE CONGELACIÓN


El punto de congelación de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido y del sólido se igualan.

El punto de congelación se alcanza en una solución cuando la energía cinética de las moléculas se hace menor a medida que la temperatura disminuye; el aumento de las fuerzas intermoleculares de atracción y el descenso de la energía cinética son las causas de que los líquidos cristalicen. Las soluciones siempre se congelan a menor temperatura que el disolvente puro. La temperatura de congelación del agua pura es 0ºC.



Cálculo del punto de congelación:



 
Tc: diferencia entre los puntos de congelación de una solución y del disolvente puro.
Kc: constante molal de congelación. Cuando el disolvente es agua el valor de la constante es: 1,86 ºC Kg/mol
m: molalidad

Ap
licación de las fórmulas:

En 392 g de agua se disuelven 85 g de azúcar de caña (sacarosa). Determinar el punto de ebullición y el de congelación de la solución resultante. Masa molecular de la sacarosa: 342 g/mol.
                                                                                                        
Paso 1: determinar la molalidad de la solución:



Paso 2:
Determinar el punto de ebullición y de congelación

Punto de ebullición:


 
 
 



Como el agua hierve a los 100°C, se suma el valor obtenido a 100°C:
100°C + 0,329 = 100,329°
Punto de congelación:


 
 
 



Como el agua se congela por debajo de los 0ºC 0ºC– 1,179 = - 1,179°C.
 
BIBILIOGRAFÍA http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/quimica/Tema4.html
www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/.../r17732.DOC

domingo, 24 de octubre de 2010

PROPIEDADES COLIGATIVAS (PUNTO DE EBULLICIÓN)

  • PUNTO DE EBULLICIÓN
La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor iguala a la atmosférica (Figura de la derecha).

 
Cualquier disminución en la presión de vapor (como al añadir un soluto no volátil) producirá un aumento en la temperatura de ebullición (Ver Figura de la tabla). La elevación de la temperatura de ebullición es proporcional a la fracción molar del soluto. Este aumento en la temperatura de ebullición (DTe) es proporcional a la concentración molal del soluto:

 DTe = Ke m

La constante ebulloscópica (Ke) es característica de cada disolvente (no depende de la naturaleza del soluto) y para el agua su valor es 0,52 ºC/mol/Kg. Esto significa que una disolución molal de cualquier soluto no volátil en agua manifiesta una elevación ebulloscópica de 0,52 º C.


       DIAGRAMA DE FASES
 
 COSTANTES EBULLOSCÓPICAS







BIBLIOGRAFÍA
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#ee
http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Liquid3/node8.html

PROPIEDADES COLIGATIVAS (PRESIÓN DE VAPOR)

  • PRESIÓN DE VAPOR

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:
  1. la disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre
  2. la aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor 

Presión de vapor
disolvente puro
disolución
 Cuanto más soluto añadimos, menor es la presión de vapor observada. La formulación matemática de este hecho viene expresada por la observación de Raoult (foto de la izquierda) de que el descenso relativo de la presión de vapor del disolvente en una disolución es proporcional a la fraccion molar del soluto (Ver figura inferior).

Si representamos por P la presión de vapor del disolvente, P' la presión de vapor de la disolución y Xs la fracción molar del soluto, la ley de Raoult se expresa del siguiente modo: 

de donde se obtiene que :

con lo que:

Esta fórmula nos permite enunciar la ley de Raoult: la presión de vapor de la disolución es igual a la presión de vapor del disolvente por la fracción molar del disolvente en la disolución. Esta fórmula tiene validez para todas las disoluciones verdaderas.
Cuando se trabaja con disoluciones diluidas como las biológicas, cuya molalidad oscila entre 0 y 0,4, se puede utilizar una fórmula aproximada.

Si por ejemplo, la molalidad m = 0,4 hay 0,4 moles de soluto en 1000 g de agua, o lo que es lo mismo, 0,4 moles de soluto por cada 55,5 moles de agua, ya que 1000 g de agua (peso molecular =18) son 55,5 moles:



Por otro lado, la fracción molar del soluto (Xs) es:

y por lo tanto,

De acuerdo con esta fórmula, el descenso relativo de la presión de vapor es proporcional a la molalidad, si la disolución es diluída.



BIBLIOGRAFÍA
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#pv 
www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.htm
www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Liquid3/node6.html  

lunes, 18 de octubre de 2010

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Muchas de las propiedades de las disoluciones verdaderas se deducen del pequeño tamaño de las partículas dispersas. En general, forman disoluciones verdaderas las sustancias con un peso molecular inferior a 104 dalton. 

Algunas de estas propiedades son función de la naturaleza del soluto (color, sabor, densidad, viscosidad, conductividad eléctrica, etc.). Otras propiedades dependen del disolvente, aunque pueden ser modificadas por el soluto (tensión superficial, índice de refracción, viscosidad, etc.). Sin embargo, hay otras propiedades más universales que sólo dependen de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas. Estas son las llamadas propiedades coligativas. 
Las propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos.
Son función sólo del número de partículas y son resultado del mismo fenómeno: el efecto de las partículas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente (Ver Figura superior).

Las cuatro propiedades coligativas son:

Bibliografía                                                                                                                                                       http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r16934.DOC
www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r16934.DOC
www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/quimica/Tema4.html  

miércoles, 6 de octubre de 2010

FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES.


Cualquiera sea la forma de expresar la concentración, esta referirá la cantidad de soluto disuelto en una determinada cantidad de disolvente o disolución. Dado que estas cantidades pueden expresarse en unidades de masa, cantidad de sustancia o volumen, la concentración de una disolución puede expresarse de diferentes formas. Las definiciones de estas son (en las expresiones se utiliza X- soluto; d- disolvente; D- disolución): 

-PORCENTAJE MASA/MASA, % M/M

Expresa la masa de soluto por cada 100 gramos de disolución.
 

Por ejemplo, una solución de cloruro de sodio que se prepara disolviendo 1 g de esta sustancia en 99 g de agua es una solución al 1% m/m. Cuando no se multiplica por 100 se obtiene la fracción másica o tanto por uno.

-PORCENTAJE VOLUMEN/VOLUMEN, % V/V

Es la relación entre el volumen de soluto disuelto multiplicado por 100 y el volumen de la disolución, medidos a igual temperatura y presión. 


Así una disolución de diclorometano en cloroformo que contiene 150 ml de diclorometano por cada litro de disolución es una disolución al 15 % v/v. Al igual que el porcentaje en masa si no se multiplica por 100 se obtiene la fracción volumétrica.



-FRACCIÓN MOLAR XX

 Es la relación entre el número de moles de soluto disuelto y la suma de los moles de soluto y de disolvente:
 



Así la disolución anterior de NaCl tendrá fracción molar igual a:


-MOLARIDAD

 La molaridad se define como el número de moles de soluto por litro de solución (también como el número de milimoles de soluto por mililitro de solución):

en donde M es la molaridad, n es el número de moles de soluto y V es el volumen de solución expresado en litros. Ya que:


en donde g representa los gramos de soluto y MM la masa molecular del soluto, de aquí que



Cuando se da la información de la concentración de una especie química en moles por litro esto se indica poniendo la fórmula de la especie dada entre corchetes. Por ejemplo, [H+] = 0.1 nos indica que la concentración de H+ es de 0.1 moles/litro.

EJEMPLOS DE CÁLCULOS RELACIONADOS CON LA MOLARIDAD.

Ejercicio 1. Calcule la molaridad de una solución que contiene 6.00 g de NaCl (MM 58.44) en 200 ml de solución.



Ejercicio 2. Calcule el número de moles y el número de gramos de KMnO4 (MM 158.0) en 3.00 litros de una solución 0.250 M.


 



Ejercicio 3. Cuántos mililitros de H2SO4 concentrado al 95% (r = 1.84 g/mL) se necesitarán para preparar 2.5 l de solución 2 M de este ácido.

El número de gramos de H2SO4 necesarios será:


 



en cada mL de H2SO4 hay:



Y la cantidad de mL necesarios será:
 

-MOLALIDAD

Es la relación entre la cantidad de moles de soluto y la masa de disolvente expresada en kg.

Entonces la disolución mencionada de NaCl tendrá una molalidad:

-NORMALIDAD

Al igual que la molaridad, esta unidad de concentración se basa en el volumen de solución. La normalidad se define como el número de equivalentes del soluto por litro de solución



en donde N es la normalidad, #eg es el número de equivalentes, y V es el volumen de la solución expresado en litros. Esta definición puede ser extendida cuando se emplea el concepto de miliequivalente gramo y el volumen se maneja en mililitros ya que (usando el análisis dimensional):






 Pues:


en donde g representa  los gramos de soluto y ME la masa del equivalente, por lo que





Bibliografía