El vendedor de hielo giratorio siempre agrega sal de mesa a los cubitos de hielo cuando hace rollos de hielo. ¿Sabes por qué se hizo esto? Investigarlo, agregar sal tiene la finalidad de que los cubitos de hielo no se derritan rápidamente considerando que hacer hielo rotatorio requiere una temperatura fría durante un tiempo determinado. Este evento puede explicarse en el concepto de carácter coligativo de la solución.
Entonces, ¿qué se entiende por la naturaleza coligativa de la solución? La naturaleza coligativa de una solución es un componente que depende del número de partículas de soluto presentes en la cantidad de disolvente en determinadas condiciones. Esta naturaleza coligativa no depende de las propiedades y el estado de cada partícula. Como se sabe, la solución consta de un soluto y un solvente, donde el agua es el mejor solvente y se usa a menudo y se conoce como acuosa.
Cuando se forma una solución, las propiedades químicas del soluto no cambiarán drásticamente, pero sus propiedades físicas cambiarán drásticamente. Los cambios en las propiedades físicas que son propiedades coligativas incluyen un aumento del punto de ebullición (ΔTb), una disminución de la presión de vapor (ΔP), la presión osmótica (π) y una disminución del punto de congelación (ΔTf).
Caída de la presión de vapor
Si el soluto es no volátil (no volátil; la presión de vapor no se puede medir), la presión de vapor de la solución siempre será menor que la presión de vapor del solvente volátil puro. Esto se puede ilustrar con la fórmula:
ΔP = P0 - P
ΔP = X t x P0
P = P0 x X norte
Informacion:
ΔP = caída de la presión de vapor (atm)
P0 = presión de vapor saturada del solvente puro (atm)
P = presión de vapor saturada de la solución (atm)
X t = mo fracción de soluto
X p = fracción molar de disolvente
Aumento del punto de ebullición
El punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor del líquido se vuelve igual a la presión atmosférica. La adición de un soluto no volátil en un disolvente provoca una disminución de la presión de vapor.
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La solución formada debe calentarse a una temperatura más alta, de modo que la presión de vapor sea igual a la presión atmosférica. Por tanto, el punto de ebullición de una solución es superior al de un disolvente puro.
La diferencia entre los puntos de ebullición de la solución y el disolvente puro se denomina aumento del punto de ebullición. Esto se puede formular de la siguiente manera:
ΔTb = punto de ebullición de la solución - punto de ebullición del disolvente
ΔTb = kb xm
Informacion:
ΔTb = aumento del punto de ebullición de la solución (0C)
Kb = aumento constante del punto de ebullición molal (0C / molal)
m = molalidad de soluto (gramos)
Caída del punto de congelación
El punto de congelación es la temperatura a la que los líquidos y sólidos de una sustancia tienen la misma presión de vapor. Agregar un soluto a un solvente puede causar una caída en la presión de vapor. La curva de temperatura de presión de vapor para la solución se encuentra por debajo de la curva para el solvente puro. Por lo tanto, el punto de congelación de una solución es menor que el punto de congelación del solvente puro. Donde, la fórmula para bajar el punto de congelación es:
ΔTf = punto de congelación del disolvente - punto de ebullición de la solución
ΔTf = kf xm
Informacion:
ΔTf = disminución del punto de congelación de la solución (0C)
Kf = constante de caída del punto de congelación molal (0C / molal)
Presión de ósmosis
La presión mínima que evita la ósmosis se llama presión osmótica. Cuando dos soluciones diferentes están separadas por una membrana semipermeable (una membrana que solo puede pasar a través de partículas de disolvente pero no de soluto), se produce el fenómeno de ósmosis. La fórmula para la presión osmótica es: π = M x R x T
Informacion:
Π = presión osmótica (atm)
R = presión de gas (0,0082 atm L / mol K)
T = temperatura (K)
M = molaridad (molar)
