Propiedades coligativas

DESCENSO EN LA PRESION DE VAPOR
Ejemplo: Consideremos una solución formada por 1 mol de Benceno y 2 moles de Tolueno. El Benceno presenta una presión de vapor (P°) de 75 mmHg y el Tolueno una de 22 mmHg a 20°C. Como se ve el benceno es el más volátil debido a que tiene una presión de vapor puro (P°) mayor que la del tolueno.

1) Calculemos la fracción molar de Benceno y Tolueno:Xbenceno = 1 = 0,33 XTolueno = 2 = 0,67
1 + 2 1 + 2

2) Calculemos la presión de parcial de cada componente y la presión de vapor de la solución:

Pbenceno = Xbenceno Pºbenceno Ptolueno = Xtolueno Pºtolueno
Pbenceno = ( 0,33 ) ( 75 mmHg ) Ptolueno = ( 0,67 ) ( 22 mmHg )
Pbenceno = 25 mmHg Ptolueno = 15 mmHg

PTOTAL =Pbenceno + Ptolueno
PTOTAL = 25 mmHg + 15 mmHg
PTOTAL = 40 mmHg

Si calculamos el porcentaje que aporta, a la presión de vapor, cada componente tendremos que:

Benceno: 40 mmHg ----- 100 % Tolueno: 40 mmHg ----- 100 %
25 mmHg ----- X 15 mmHg ----- X
X = 63 % X = 37 %

Estos resultados indican que el vapor es más rico en el componente más volátil, ya que el bencenoaporta el 63 % a la presión total (podríamos decir que el 63 % de las moléculas gaseosas son de benceno) a pesar de que la solución inicial el benceno era el componente minoritario.
C.- Ejercicios resueltos

Ejercicio Nº1: La presión de vapor sobre el agua pura a 120°C es 1480 mmHg. Si se sigue la Ley de Raoult ¿Que fracción de etilenglicol debe agregarse al agua para reducir la presión devapor de este solvente a 760 mmHg?

Paso 1: Ordenar los datos.

Soluto etilenglicol : no hay datos
Solvente agua : PºA = 1480 mmHg
Solución : PA = 760 mmHg

Paso 2: Pregunta concreta determinar la fracción molar de etilenglicol (XB) en una solución cuya presión de vapor es 760 mmHg.

Paso 3: Aplicamos la Ley de Raoult

PºA - PA = PºA XB

Paso 4: Cálculode la fracción molar de etilenglicol (XB)

1480 mmHg - 760 mmHg = (1480 mmHg) XB

1480 mmHg - 760 mmHg
XB =
1480 mmHg

XB = 0,486


Respuesta: La fracción molar de etilenglicol que se debe agregar al agua para que la solución resultante presente una presión de vapor de 760 mmHg es de 0,486


Ejercicio Nº2: Calcular la reducción en la presión devapor causada por la adición de 100 g de sacarosa (masa molar = 342) a 1000 g de agua. La presión de vapor de agua pura a 25°C es 23,69 mmHg.

Paso 1: Ordenar los datos.

Soluto sacarosa : masa = 100 g
masa molar = 342 g/mol

Solvente agua : PºA = 23,69 mmHg
masa = 1000 g
masa molar = 18 g/mol

Solución : no hay datos.

Paso 2: Preguntaconcreta determinar la disminución de la presión de vapor (PV) al adicionar 100 g de sacarosa a 1000 g de agua.

Paso 3: Aplicamos la Ley de Raoult

PV = PºA XB

Paso 4: Necesitamos conocer la fracción molar de soluto (XB), como conocemos las masas y las masa molar de cada componente, podemos determinar el número de moles de soluto y solvente.

sacarosa: 342 g ----- 1 molagua: 18 g ----- 1 mol
100 g ----- X 1000 g ----- X
X = 0,292 moles X = 55,556 moles

Por lo tanto, la fracción molar es:

(0,292 moles)
XB = = 5,229 x 10 -3
(0,292 moles + 55,556 moles)

Paso 5: Cálculo de la disminución de la presión de vapor.

PV = (23,69 mmHg) (5,229 x 10-3)

PV = 0,124 mmHg

RESPUESTA: La disminución de la presión de pavorque se produce al agregar 100 g de sacarosa a 1000 g de agua es de 0,125 mmHg.











Ejercicio Nº3: La presión de vapor del agua pura a una temperatura de 25°C es de 23,69 mmHg. Una solución preparada con 5,5 g de glucosa en 50 g de agua tiene una presión de vapor de 23,42 mmHg. Suponiendo que la Ley de Raoult es válida para esta solución, determine la masa molar de...