Definición y Ejemplos de Propiedades Coligativas

Definición de Propiedades Coligativas

Las propiedades coligativas son propiedades de soluciones que dependen del número de partículas en un volumen de disolvente (la concentración) y no de la masa o identidad de las partículas de soluto. Las propiedades coligativas también se ven afectadas por la temperatura. El cálculo de las propiedades solo funciona perfectamente para soluciones ideales. En la práctica, esto significa que las ecuaciones para las propiedades coligativas solo deben aplicarse para diluir soluciones reales cuando un soluto no volátil se disuelve en un disolvente líquido volátil. Para cualquier relación de masa de soluto a disolvente dada, cualquier propiedad coligativa es inversamente proporcional a la masa molar del soluto. La palabra "coligativo" proviene de la palabra latina coligato, que significa "unido entre sí", refiriéndose a cómo las propiedades de un disolvente se unen a la concentración de soluto en una solución.

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Cómo Funcionan las Propiedades Coligativas

Cuando se añade un soluto a un disolvente para preparar una solución, las partículas disueltas desplazan parte del disolvente en la fase líquida. Esto reduce la concentración del disolvente por unidad de volumen. En una solución diluida, no importa cuáles sean las partículas, solo cuántas de ellas estén presentes. Entonces, por ejemplo, disolviendo CaCl₂ completamente produciría tres partículas (un ion calcio y dos iones cloruro), mientras que la disolución de NaCl solo produciría dos partículas (un ion sodio y un ion cloruro). El cloruro de calcio tendría un efecto mayor sobre las propiedades coligativas que la sal de mesa. Esta es la razón por la que el cloruro de calcio es un agente descongelante más eficaz a temperaturas más bajas que la sal ordinaria.

¿Cuáles son las Propiedades Coligativas?

Ejemplos de propiedades coligativas incluyen disminución de la presión de vapor, depresión del punto de congelación, presión osmótica y elevación del punto de ebullición. Por ejemplo, agregar una pizca de sal a una taza de agua hace que el agua se congele a una temperatura más baja de lo que normalmente lo haría, hierva a una temperatura más alta, tenga una presión de vapor más baja y cambie su presión osmótica. Si bien las propiedades coligativas generalmente se consideran para solutos no volátiles, el efecto también se aplica a solutos volátiles (aunque puede ser más difícil de calcular). Por ejemplo, la adición de alcohol (un líquido volátil) al agua reduce el punto de congelación por debajo del que normalmente se observa para el alcohol puro o el agua pura. Esta es la razón por la que las bebidas alcohólicas tienden a no congelarse en un congelador doméstico.

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Ecuaciones de Depresión del Punto de Congelación y Elevación del Punto de Ebullición

La depresión del punto de congelación se puede calcular a partir de la ecuación:

ΔT = iK_fm
dónde
ΔT = Cambio de temperatura en °C
i = factor de van ' t Hoff
K_f = constante de depresión del punto de congelación molar o constante crioscópica en ° C kg / mol
m = molalidad del soluto en mol de soluto / kg de disolvente

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La elevación del punto de ebullición se puede calcular a partir de la ecuación:

ΔT = K_bm

dónde
K_b = constante ebulloscópica (0,52 ° C kg/mol para agua)
m = molalidad del soluto en mol de soluto / kg de disolvente

Las Tres Categorías de Propiedades de Solutos de Ostwald

Wilhelm Ostwald introdujo el concepto de propiedades coligativas en 1891. De hecho, propuso tres categorías de propiedades de solutos:

1. Las propiedades coligativas dependen solo de la concentración y la temperatura del soluto, no de la naturaleza de las partículas de soluto.
2. Las propiedades constitucionales dependen de la estructura molecular de las partículas de soluto en una solución.
3. Las propiedades aditivas son la suma de todas las propiedades de las partículas. Las propiedades aditivas dependen de la fórmula molecular del soluto. Un ejemplo de una propiedad aditiva es la masa.