Propiedades Coligativas. Soluciones de no electrolíticos.

Previo1. Investigar los conceptos de soluto, disolvente y disolución.

-Soluto: Es el componente de una solución que se encuentra en cantidad menor. Es la fase de menor proporción. Esta sustancia se encuentra disuelta en un determinado disolvente. Lo más habitual es que se trate de un sólido en un disolvente líquido, lo que origina una solución líquida. Los solutos se presentarán como:-Electrolitos: disocian en solución y conducen la corriente eléctrica.-No Electrolito: no disocian en solución. A su vez el soluto no electrolito puede ser volátil o no volátil.

-Disolvente: Es el componente de una solución que se encuentra en cantidad mayor. Es la fase de mayor proporción. Un disolvente o solvente es una sustancia que permite la dispersión de otra sustancia en esta a nivel molecular o iónico. Es el medio dispersante de la disolución. Normalmente, el disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la misma. Usualmente, también es el componente que se encuentra en mayor proporción. Los disolventes forman parte de múltiples aplicaciones: adhesivos, componentes en las pinturas, productos farmacéuticos, para la elaboración de materiales sintéticos, etc.

-Disolución: Es una mezcla homogénea (una sola fase) con composiciones variables. Resultan de la mezcla de dos o más sustancias puras diferentes cuya unión no produce una reacción química sino solamente un cambio físico. Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando una sola fase. Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos físicos.

2. Explicar que es una disolución ideal de no electrolito.

A las soluciones que siguen la ley de Raoult se les llama soluciones ideales. Disolución en la cual las moléculas de las distintas especies son tan semejantes unas a otras que las moléculas de uno de los componentes pueden sustituir a las del otro sin que se produzca una variación de la estructura espacial de la disolución ni de la energía de las interacciones intermoleculares presentes en la misma. Esto es, que se refiere a una concentración de soluto baja, en donde el soluto y el

disolvente son semejantes en tamaño molecular, así como en la fuerza y tipo de atracciones intermoleculares.

-Ideal electrolito: Una solución ideal de no electrolito debe tener las mismas características que una no electrolito mencionadas anteriormente, sin embargo también debe poseer la característica de que esta sustancia al disolverse produzca una solución que conduzca la electricidad.3. Definir el término molalidad e indicar qué unidades tiene.

La molalidad es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad en un disolvente, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.M= moles de soluto/ Kg de disolvente

4. ¿De qué factores dependen las propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos?

La formación de una disolución tiene consecuencias sobre una serie de propiedades: propiedades coligativas. Estas propiedades dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto), pero no de su naturaleza (de qué soluto sea).

Estas son:a) Disminución de la presión de vaporb) Aumento de la temperatura de ebulliciónc) Descenso de la temperatura de fusión/congelaciónd) Presión osmótica

5. Explicar que es una curva de enfriamiento y cuál es su utilidad.

Son una representación gráfica de la temperatura (T o Tº) de un material frente al tiempo (t) conforme este se enfría. Como se habla de "enfriamiento", la temperatura debe disminuir mientras el tiempo avanza por eso se habla de una proporción inversa donde una cantidad disminuye mientras la otra aumenta. Estas curvas dan mucha información sobre los cambios de fases y el comportan los materiales.

6. Calcular la cantidad de soluto- (a) urea, (b) dextrosa – que se requiere para preparar 25 mL de una disolución 1.0 m.

a) m=moles desoluto (n)masadel solvente

y n=masaPM

m= 1.0 mol/kgMasa del solvente= (1 gr/ml) (25 ml) = 25 g = 0.025 kgPM urea= 60.06 g/mol

m=

masaPM

masa del solventeMasa=(m ) ( PM ) (masa del solvente )

Masa=(1.0mol /kg ) (60.06 g/mol ) (0.025kg )

Masa=1.5 g

b) m=moles desoluto (n)masadel solvente

y n=masaPM

m= 1.0 mol/kgmasa del solvente= (1 gr/ml) (25 ml) = 25 g = 0.025 kgPM detrosa= 180.16 g/mol

m=

masaPM

masa del solvente

Masa=(m ) ( PM ) (masa del solvente )Masa=(1.0mol /kg ) (180.16 g/mol ) (0.025 kg )

Masa=4.5g

Propiedades coligativas. Soluciones de electrolitos fuertes.

Previo1. Explicar qué es una disolución ideal de no electrolito y de electrolito fuerte.A las soluciones que siguen la ley de Raoult se les llama soluciones ideales. Disolución en la cual las moléculas de las distintas especies son tan semejantes unas a otras que las moléculas de uno de los componentes pueden sustituir a las del otro sin que se produzca una variación de la estructura espacial de la disolución ni de la energía de las interacciones intermoleculares presentes en la misma. Mientras que una disolución ideal electrolito debe tener las mismas características que una no electrolito mencionadas anteriormente, sin embargo también debe poseer la característica de que esta sustancia al disolverse produzca una solución que conduzca la electricidad (en disolución acuosa).

2. Explicar la teoría de disociación de Arrhenius para una disolución de electrolito fuerte.Arrhenius postuló que los electrolitos en solución se disocian en partículas cargadas eléctricamente, llamadas iones, de tal modo que la carga total en los iones positivos es igual a la carga total en los iones negativos. Por consiguiente, el resultado neto es, que la solución en conjunto es neutra a pesar de la presencia de las partículas eléctricamente cargadas que contienen. La presencia de estos iones explica la conductividad eléctrica de las soluciones. Arrhenius destacó además que un electrolito en solución no requiere necesariamente estar disociado por completo en iones sino que también puede estar sólo parcialmente disociando, teniendo así iones en equilibrio con moléculas no ionizadas de la sustancia. Se puede prever entonces a partir de las leyes de equilibrio químico, que el grado de disociaciones variará con la concentración, llegando ser mayor a medida que la concentración de la sustancia disuelta es menor.

3. Investigar qué diferencia existe entre las propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos y de electrolitos.Como ya sabemos, a las soluciones que siguen la ley de Raoult se les llama soluciones ideales. Y que las propiedades coligativas son las siguientes:

a) Disminución de la presión de vapor.b) Aumento de la temperatura de ebullición.c) Descenso de le temperatura de fusión/congelación.

d) Presión osmótica.

Estas propiedades en el caso de las disoluciones de no electrolitos, se tiene que:

a. Como el soluto es no volátil, la presión de vapor de la disolución corresponderá a la presión de vapor del disolvente y como el disolvente obedece la ley de Raoult, entonces la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro.

b. Como consecuencia de la disminución de la presión de vapor se tiene que la temperatura de ebullición de la disolución es mayor que la del disolvente puro.

c. La adición del soluto provoca un descenso de la temperatura de fusión.

d. En cuanto a la presión osmótica, se puede mencionar esto:

Disolución y disolvente. La Pv en el vaso de disolvente es mayor. El disolvente se evapora del segundo vaso y condensa en el primero.

Disolución concentrada y disolución diluida. La Pv en la disolución diluida es mayor que en la concentrada. El disolvente se evapora de la diluida y condensa en la concentrada hasta que las concentraciones se igualen momento en el que la Pv es igual en ambas.

Una membrana semipermeable (solo deja pasar el disolvente) separa la disolución concentrada del disolvente. Se consigue el mismo efecto que en a) y b). El disolvente atraviesa la membrana hasta que la presión hidrostática compense la diferencia de Pv.

También se tiene que para una disolución ideal de no electrolito el ∆ H mezcla=0 y de igual manera que el ∆ V mezcla=0. Pues bien, una disolución ideal de electrolito tiene las mismas características que una de no electrolito, pero en lo único que difiere es que el soluto al disolverse produzca una disolución que conduzca corriente eléctrica (esto en disolución acuosa).

4. Definir el factor de van’t Hoff.El factor de van’t Hoff (i), es la relación entre la propiedad coligativa real y el valor que se observaría si no hubiese disociación:

i= número realde partículas en soluciónenequilibrionúmerode partículas ensoluciónantes de la disolución

5. Calcular la cantidad de soluto de: (a) NaCl y (b) CaCl2 que se requiere para preparar 25mL de una disolución 0.5m.

(a) NaCl

m=moles del soluto(n)

kg dedisolvente

n= masamasamolar

masa del disolvente=( 1gmL ) (25mL)=25g=0.025kg

m=0.5molkg

masa molar NaCl=58.43gmol

Entonces:

m=

masaMM

masadelsolvente

Masa=(m ) ( MM ) (masa del solvente )

Masa=( 0.5molkg )( 58.43 g

mol ) (0.025kg )=0.730375 gNaCl

(b) CaCl2

m=0.5molkg

masa molar CaC l2=110.98 g

mol

m=

masaMM

masadelsolventeMasa=(m ) ( MM ) (masa del solvente )

Masa=( 0.5molkg )( 110.98 g

mol )(0.025 kg )=1.38725 gCaC l2