Propiedades coligativas

Ideas clave

• Aquí se estudian solutos no volátiles, es decir, que no se evaporan junto con el solvente, como la sal o el azúcar disueltos en agua. Las cuatro propiedades son el descenso de la presión de vapor, el ascenso ebulloscópico, el descenso crioscópico y la presión osmótica.
• Descenso de la presión de vapor: las partículas de soluto en la superficie dificultan que las moléculas del solvente escapen al gas. Por eso la solución tiene una presión de vapor menor que el solvente puro, a la misma temperatura.
• Ascenso ebulloscópico: como la presión de vapor es menor, hay que calentar más para que la solución hierva. La solución hierve a una temperatura mayor que el solvente puro: $\Delta T_b = K_b \cdot m$. Para el agua, $K_b = 0{,}52$ °C·kg/mol.
• Descenso crioscópico: las partículas de soluto dificultan que el solvente se ordene en un sólido, así que la solución se congela a una temperatura menor: $\Delta T_f = K_f \cdot m$. Para el agua, $K_f = 1{,}86$ °C·kg/mol. Por eso se echa sal a los caminos con hielo y se usa anticongelante en los radiadores.
• La molalidad, $m$, es los mol de soluto por kilogramo de solvente, en mol/kg. No es la molaridad (mol por litro de solución). Se usa aquí porque no cambia con la temperatura.
• Presión osmótica: en la ósmosis, el solvente pasa por una membrana semipermeable (una pared con poros tan finos que deja pasar el agua pero no las partículas de soluto) desde la solución más diluida hacia la más concentrada. La presión osmótica es la presión que hay que aplicar para detenerla: $\pi = M \cdot R \cdot T$, con $R = 0{,}082$ atm·L/(mol·K) y $T$ en kelvin (a los grados Celsius se les suma $273$).
• Los solutos que se separan en iones (electrolitos) aportan más partículas. El NaCl da $\mathrm{Na^+}$ y $\mathrm{Cl^-}$: $2$ partículas por cada fórmula, y el factor es $i = 2$. La glucosa no se separa y $i = 1$. En las fórmulas se multiplica por $i$.
• El suero fisiológico es una solución de NaCl al $0{,}9\ \%$ m/v, con la misma presión osmótica que las células (es isotónico). Por eso no entra ni sale agua de ellas. Las conservas de frutas y mermeladas, con mucho azúcar o sal, impiden que los microorganismos vivan, porque pierden agua por ósmosis.

Reglas y fórmulas

Ejemplos resueltos