¿Cuánto aumenta el punto de ebullición del agua con una solución 1 molal?

Una solución acuosa 1 molal de un soluto no volátil tiene un punto de ebullición de 100,52 °C, es decir, asciende 0,52 °C respecto al agua pura. Esto corresponde a la constante ebulloscópica Ke del agua.

¿Qué es la presión osmótica?

Es la presión que se ejerce sobre la membrana semipermeable cuando ambas soluciones alcanzan el mismo nivel de presión tras el paso de solvente. Es directamente proporcional a la concentración molar y a la temperatura absoluta.

Propiedades coligativas: descenso crioscópico, ascenso ebulloscópico y presión osmótica

Resumen

El texto explica las propiedades coligativas de las soluciones, que dependen de la concentración de soluto y no de su naturaleza. Se estudian el descenso del punto de congelación (crioscopía), el ascenso del punto de ebullición (ebulloscopía) y la presión osmótica, con ejemplos numéricos del agua y del benceno.

Puntos clave

Las propiedades coligativas dependen de la concentración del soluto, no de su naturaleza.
Descenso crioscópico: ΔTc = Kc × m; el agua tiene Kc = 1,86 °C/m.
Ascenso ebulloscópico: ΔTe = Ke × m; el agua tiene Ke = 0,52 °C/m y el benceno Ke = 2,53 °C/m.
El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la que su presión de vapor iguala la presión atmosférica.
La ósmosis es el paso de solvente, a través de una membrana semipermeable, desde la solución más diluida hacia la más concentrada.
La presión osmótica se calcula con π = M × R × T, siendo R = 0,082 atm·L/K·mol.

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Propiedades Coligativas

Descenso del punto de congelación (Crioscopía)

Ejemplos:

A) El agua pura congela a 0 °C, una solución acuosa 1 molal congela a -1,86 °C, por lo tanto, la Kc del agua es 1,86 °C/m.

B) El benceno puro congela a 5,5 °C, una solución en benceno 1 molal congela a 0,38 °C, por lo tanto, la Kc del benceno es ...

Ascenso del punto de ebullición (Ebulloscopía)

c) Ascenso del punto de ebullición: Cuando un solvente forma parte de una solución, sus moléculas tienen una menor posibilidad de pasar al estado gaseoso que cuando el solvente está puro. Esto se debe a que las moléculas de soluto en la superficie reducen el número de moléculas de solvente que se evaporan, así su presión de vapor es menor que si estuviese puro.

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura en que la presión de vapor del líquido se iguala con la presión atmosférica.

Una solución con un soluto no volátil tiene un punto de ebullición mayor que el solvente puro, debido a que la presión de vapor del solvente puro es mayor que la presión de vapor de la solución.

El punto de ebullición de la solución es mayor porque necesita más temperatura para que se evaporen más moléculas de solvente que aumenten la presión de vapor y la igualen con la presión atmosférica.

Entre el punto de ebullición del solvente puro y el punto de ebullición de la solución hay una diferencia de temperatura (ΔTe). Esta diferencia de temperatura es directamente proporcional a la concentración molal de la solución:

ΔTe = Ke x m

Ke es una constante de proporcionalidad llamada constante ebulloscópica, y corresponde al ascenso del punto de ebullición de una solución 1 molal y es característica de cada solvente.

Ejemplos:

A) El punto de ebullición del agua pura es 100 °C, una solución acuosa cuya concentración es 1 molal tiene un punto de ebullición de 100,52 °C, por lo tanto, la Ke del agua es 0,52 °C/m.

B) El punto de ebullición del benceno puro es 80,1 °C, una solución en benceno cuya concentración es 1 molal, tiene un punto de ebullición de 82,63 °C, por lo tanto, la Ke del benceno es 2,53 °C/m.

Presión Osmótica

d) Presión Osmótica: Si se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones a través de una membrana semipermeable, se produce el paso de solvente desde la solución de menor concentración hacia la de mayor concentración. Este proceso recibe el nombre de osmosis.

En la figura se muestra que el solvente de la solución más diluida pasa a través de la membrana semipermeable hacia la solución más concentrada elevando su nivel. El paso de solvente continúa hasta que ambas soluciones ejercen la misma presión sobre la membrana. Esta presión se llama presión osmótica.

La presión osmótica es directamente proporcional a la concentración de la solución, independiente de la naturaleza del soluto, como todas las propiedades coligativas.

La presión osmótica (π) es directamente proporcional a la concentración molar de la solución (M) y a la temperatura absoluta (K).

π = M x R x T

R corresponde a la constante universal de los gases 0,082 atm x L / K x mol. Se usa R como constante de proporcionalidad ya que las partículas de soluto en solución tienen igual comportamiento que las moléculas gaseosas.