Propiedades coligativas y ley de Raoult

Propiedad coligativa y presión de vapor

Anteriormente aprendió que una propiedad coligativa es una propiedad que depende de la concentración de partículas de soluto pero no de la identidad del soluto. Usted sabe que la depresión del punto de congelación y la elevación del punto de ebullición son propiedades coligativas. La presión de vapor de una solución también es una propiedad coligativa. La presión de vapor es la presión del vapor sobre un líquido en equilibrio. Un soluto no volátil reducirá la presión de vapor de un solvente.

Lo que esto significa es que agregar un soluto a una solución reducirá la presión del gas sobre el líquido. Esto tiene sentido cuando lo piensas. Al agregar un soluto a un solvente, estamos diluyendo el solvente. Ahora está diluido y hay menos moléculas en la superficie, por lo que es más fácil escapar.

Puedes pensar en ello como un salón de clases con una sola puerta. Cuando la clase es pequeña, digamos sólo 10 estudiantes, es fácil salir cuando suena la campana. Cuando la clase es enorme, 35 o más estudiantes, se vuelve mucho más difícil salir por la puerta. Lo mismo ocurre con las partículas de soluto y dejando la superficie de un líquido.

Ley de Raoult

Francois Raoult desarrolló la ecuación para encontrar la presión de vapor de una solución.

A fines de la década de 1800, Francois Raoult llevó a cabo estudios extensos sobre la presión de vapor, y se le ocurrió una ecuación para ellos que se llama Ley de Raoult. Su ecuación es:

Solución P = X disolvente * P ° disolvente

P solución = la presión de vapor observada de la solución

X solvente = la fracción molar del solvente

P ° solvente = la presión de vapor del solvente puro

Esta ecuación le permite encontrar la presión de vapor de una solución cuando tiene la otra información.

También ayuda a los científicos a determinar la cantidad de moles de soluto presentes y la masa molar. La presión de vapor también permite a los científicos caracterizar soluciones.

Ejemplos

¿Cuál es la presión de vapor para una solución que tiene 200 g de azúcar (C 12 H 22 O 11 ) en 700 g de agua? La presión de vapor del agua es 23,76 torr, su masa molar es 18 g / mol y la masa molar del azúcar es 342,3 g / mol.

Primero, debes determinar cuántos moles de azúcar tienes.

200 g de azúcar x 1 mol de azúcar / 342,3 g = 0,58 moles de azúcar

Ahora, debe determinar cuántos moles de agua tiene.

700 g H 2 O x 1 mol H 2 O / 18 g = 38,9 moles H 2 O

Ahora, determine la fracción molar del solvente, agua, en la solución.

X solvente = moles de solvente / moles de solvente + moles de soluto

XH 2 O = 38,9 moles de H 2 O / 38,9 moles + 0,58 moles = 0,985

Ahora, tiene toda la información que necesita para usar la ecuación de Raoult.

Solución P = X disolvente * P ° disolvente

Solución P = 0.985 (23.76 torr)

Solución P = 23,41 torr

Entonces, agregar el azúcar al agua redujo su presión de vapor de 23.76 torr a 23.41 torr.

Presión osmótica

La presión osmótica es otra propiedad coligativa. Para comprender la presión osmótica, veamos el vocabulario involucrado. La ósmosis es el flujo de un disolvente entre soluciones separadas por una membrana semipermeable. La presión osmótica es la presión mínima que se debe aplicar a una solución para evitar que ocurra la ósmosis.

La presión osmótica se puede determinar con la fórmula II = iMRT .

II = la presión osmótica medida en atmósferas

i = el factor de van’t Hoff. Este es el número de iones individuales en los que se descompone un soluto cuando se disuelve en un solvente. Por ejemplo, i = 2 para NaCl porque el NaCl se rompe en dos iones diferentes, Na + y Cl – . La glucosa tiene i = 1 porque no se descompone en iones.

M = la molaridad de la solución

R = la constante de la ley de los gases

T = la temperatura medida en Kelvin

Determinación de la masa molar

También puede utilizar la presión osmótica para determinar la masa molar de un soluto desconocido.

Por ejemplo, si tiene una solución de 1 L de agua que contiene 1 g de soluto desconocido, con una presión osmótica de 1,47 x 10 -3 . atm a 25 ° C y un valor de i de 1, ¿cuál es la masa molar del soluto?

R = 0.08206 L atm / K mol

II = iMRT

Tienes el II, i, R y T. Necesitas cambiar la temperatura de Celsius a Kelvins.

Para cambiar Celsius a Kelvin, agregue 273 a ° C.

25 + 273 = 298 K = T

Ahora, puede resolver M.

M = II / iRT

M = 1,47 x 10-3 . atm / (1) (0.08206 L atm / K mol) (298 K)

M = 6 x 10-5 mol / L

Ahora que tiene la molaridad, puede determinar la masa molar del soluto. Recuerda que molaridad (M) = moles / volumen.

moles de soluto = molaridad x volumen de solución

moles de soluto = 6 x 10-5 mol / L x 1 L

moles de soluto = 6 x 10-5 mol

masa molar de soluto = masa de soluto desconocido / moles de soluto desconocido

masa molar de soluto = 1 g / 6 x 10-5 mol

masa molar de soluto = 16.666 g / mol

Resumen de la lección

La presión de vapor de una solución es una propiedad coligativa. La presión de vapor es la presión del vapor sobre un líquido en equilibrio. Un soluto no volátil reducirá la presión de vapor de un solvente. Esto significa que agregar un soluto a una solución reducirá la presión del gas sobre el líquido.

La ley de Raoult le permite encontrar la presión de vapor de una solución cuando tiene la otra información. También ayuda a los científicos a determinar la cantidad de moles de soluto presentes y la masa molar. La presión de vapor también permite a los científicos caracterizar soluciones.

La presión osmótica es otra propiedad coligativa. La presión osmótica es la presión mínima que se debe aplicar a una solución para evitar que ocurra la ósmosis.

La presión osmótica se puede determinar con la fórmula II = iMRT .

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya visto esta lección, podrá:

• Proporcionar los significados de términos como propiedad coligativa, presión de vapor y presión osmótica.
• Detalle lo que sucede con la presión de vapor cuando agrega un soluto no volátil a una solución
• Describe la ley de Raoult y su importancia.
• Escribe la fórmula para determinar la presión osmótica

Rodrigo Ricardo Editor y fundador