Ejercicios resueltos de propiedades coligativas: presión osmótica, ebullición y congelación

Ejercicios y Conceptos Fundamentales de Propiedades Coligativas

Conceptos Teóricos

• Presión osmótica: Es la presión necesaria para detener el flujo de solvente a través de una membrana semipermeable desde el lugar más diluido al más concentrado.
• Presión de vapor: Es la presión que ejercen las moléculas gaseosas que están en equilibrio con el líquido del cual se generan.
• Ascenso ebulloscópico: Se produce cuando existe una diferencia entre el punto de ebullición de una solución y el punto de ebullición del solvente puro.
• Relación de fuerzas: Cuando existen fuerzas de atracción muy débiles entre las moléculas de un líquido, se presenta una alta presión de vapor y el líquido es más volátil.
• Propiedades coligativas: El punto de congelación de un solvente puro siempre es mayor al punto de congelación de la solución.

Problemas y Aplicaciones

• Interpretación de presión osmótica: Que la presión osmótica de una solución a 47 °C sea 10,49 atm significa que, a esa temperatura, se necesita dicha presión para detener el flujo de solvente desde el lugar más diluido al más concentrado.
• Propiedades constitutivas: El aumento del punto de ebullición no corresponde a una propiedad constitutiva de las soluciones.
• Factores de la presión osmótica: Depende del número de moles de la disolución y de la temperatura de la misma.
• Cálculo de punto de congelación: Si una disolución acuosa 0,5 molal tiene un punto de ebullición de 101 °C, su punto de congelación será -0,93 °C (considerando Kc = 1,86).
• Punto de ebullición de sacarosa: Al disolver 250 g de sacarosa (masa molar 342 g/mol) en 500 g de H₂O (Ke = 0,52), el punto de ebullición resultante es 100,76 °C.
• Presión de vapor (Glucosa): Al mezclar 300 g de glucosa con 800 g de agua a 30 °C (P° = 31,82 mmHg), la presión de vapor resultante es 30,55 mmHg.
• Ósmosis en compartimentos: Si en el compartimento A hay una disolución 0,25 M de KCl y en el B hay solo agua destilada, el nivel del líquido en A subirá.
• Menor punto de ebullición: Entre las alternativas, el agua pura presenta el menor punto de ebullición.
• Cálculo de masa de soluto: Para que la temperatura de ebullición del agua se eleve en 3 °C, se necesitan disolver 1038,5 g de glucosa en 1000 g de agua.
• Congelación de sacarosa: En una mezcla de 110 g de sacarosa en 250 g de agua (Kc = 1,86), la temperatura de congelación es -2,39 °C.
• Disolución 1 molal: Una disolución 1 molal con punto de ebullición de 100,15 °C tendrá un punto de congelación de -1,86 °C (Kc = 1,86).
• Propiedades no coligativas: La disminución de la tensión superficial no es una propiedad coligativa.
• Presión de vapor (Glucosa 170g): Al mezclar 170 g de glucosa con 750 g de agua a 30 °C (P° = 31,82 mmHg), la presión de vapor es 31,18 mmHg.
• Punto de congelación (250g sacarosa): En una mezcla de 250 g de sacarosa en 500 g de H₂O (Kc = 1,86), la temperatura de congelación es -2,71 °C.