Propiedades Coligativas de las Disoluciones

 Propiedades de las disoluciones

Son muchas las propiedades de las disoluciones, entre ellas densidad, índice de refracción, punto de ebullición, etc., y cambian cuando se modifica su composición. Para la mayoría de estas propiedades no se pueden dar reglas o leyes sobre la dirección o magnitud de sus cambios, puesto que los datos experimentales figuran en tablas separadas para cada conjunto de componentes (soluto y, disolvente). Sin embargo, los solutos, en disoluciones muy diluidas, y algunos grupos de substancias, aún en disoluciones de cualquier concentración (disoluciones ideales), tienen muchas de las propiedades de los gases. Esto es explicable por las distancias proporcionalmente grandes que separan una molécula, del soluto, de otra, lo cual influye en las propiedades de las disoluciones que dependen sólo del número (concentración) de las moléculas o iones que constituyen el soluto. Las propiedades coligativas son cuatro: disminución de la presión de vapor, depresión del punto de congelación, elevación del punto de ebullición y presión osmótica.

 Disminución de la presión de vapor de las disoluciones. Ley de Raoult.

La presión de vapor de todas las disoluciones de solutos no volátiles y no ionizados (que no sean electrólitos) es menor que la del disolvente puro. Lo cual queda expresado por la ley de Raoult: La disminución de la presión de vapor que se observa (cuando el soluto no es volátil ni fónico) en toda disolución conrespecto a la del disolvente puro, es directamente proporcional al número de moléculas (fracción molar) del soluto por unidad del volumen del disolvente.

Este hecho se debe a que las moléculas del soluto dificultan la evaporación de las moléculas del disolvente que están en la superficie de la disolución al disminuir la presión de vapor tiene que elevarse al punto de ebullición de la disolución y disminuir su punto de congelación con respecto al del disolvente puro. Es decir, que si llamamos P1 a la presión del vapor de la disolución, Po a la presión de vapor del disolvente puro y n1 y n2 al número de moléculas por unidad de volumen de disolvente y de soluto, expresaremos matemáticamente la Ley de Raoult así:

 

Presión Osmótica

Es la difusión de líquidos a través de membranas. Supongamos una disolución de NaCl separada del disolvente por una membrana semipermeable que, como hemos visto, permite el paso del agua pero no de la sal (Figura izquierda de la tabla). El agua tiende a atravesar la membrana, pasando de la disolución más diluída a la más concentrada (Figura central de la tabla), o sea, en el sentido de igualar las concentraciones. Esta tendencia obedece al segundo principio de la termodinámica y se debe a la existencia de una diferencia en la presión de vapor entre las dos disoluciones. El equilibrio se alcanza cuando a los dos lados de la membrana se igualan las concentraciones, ya que el flujo neto de agua se detiene.

        

Se define la presión osmótica como la tendencia a diluirse de una disolución separada del disolvente puro por una membrana semipermeable (Figura central de la tabla). Un soluto ejerce presión osmótica al enfrentarse con el disolvente sólo cuando no es capaz de atravesar la membrana que los separa. La presión osmótica de una disolución equivale a la presión mecánica necesaria para evitar la entrada de agua cuando está separada del disolvente por una membrana semipermeable

Para medir la presión osmótica se utiliza el osmómetro: que consiste en un recipiente cerrado en su parte inferior por una membrana semipermeable y con un émbolo en la parte superior. Si introducimos una disolución en el recipiente y lo sumergimos en agua destilada, el agua atraviesa la membrana semipermeable y ejerce una presión capaz de elevar el émbolo hasta una altura determinada. Sometiendo el émbolo a una presión mecánica adecuada se puede impedir que pase el agua hacia la disolución, y el valor de esta presión mecánica mide la presión osmótica.