Propiedades Coligativas (descenso del punto de congelación). Ejemplo 1

Descenso del Punto de Congelación en Soluciones

Resumen de la Sección: En esta sección, se analiza el descenso del punto de congelación como una propiedad colectiva de las soluciones. Se explora cómo los solutos no volátiles disminuyen la temperatura de congelación del solvente y cómo esto depende del número de partículas de soluto presentes en la solución.

Descenso del Punto de Congelación

• El descenso del punto de congelación ocurre cuando la temperatura de solidificación o congelación de las soluciones con solutos no volátiles es menor que la temperatura de congelación del solvente puro.

• El descenso del punto de congelación depende del número de partículas de soluto disueltas en una cantidad determinada de solvente, no de la naturaleza del soluto.

• El aumento en el número de partículas disueltas causa un mayor descenso en el punto de congelación.

• Las soluciones diluidas que contienen diferentes solutos pero tienen igual modalidad experimentan el mismo descenso en el punto de congelación.

• El descenso en el punto de congelación es directamente proporcional a la concentración del soluto.

Explicando el Descenso

• En un solvente puro, las moléculas líquidas están muy cerca entre sí. A medida que desciende la temperatura, estas moléculas se acercan aún más hasta que cambian al estado sólido.

• Al agregar soluto al solvente, las partículas del solvente se separan más debido a la presencia de las partículas del soluto. Esto dificulta la solidificación y requiere una temperatura aún más baja para que ocurra.

• Cuando una solución diluida se congela, los cristales que se forman son solo del solvente puro, no del soluto.

• La temperatura de congelación del solvente puro es mayor que la temperatura de congelación de la solución.

Expresiones Matemáticas

• El descenso en la temperatura de congelación se puede calcular restando la temperatura de congelación del solvente puro a la temperatura de congelación de la solución.

• El descenso en el punto de congelación es directamente proporcional a la molaridad de la solución.

• Se puede utilizar una constante de proporcionalidad para calcular el descenso en el punto de congelación.

Descenso en el Punto Triple y Ecuaciones

Resumen de la Sección: En esta sección, se explora cómo ocurre un descenso en el punto triple del solvente cuando hay un descenso en el punto de congelación. También se presentan ecuaciones matemáticas para calcular este descenso.

Descenso en el Punto Triple

• Al ocurrir un descenso en el punto de congelación, también hay un descenso en el punto triple del solvente.

• La temperatura de congelación de la solución es menor que la temperatura de congelación del solvente puro, lo que indica un descenso en el punto de congelación.

Ecuaciones Matemáticas

• El descenso en la temperatura de congelación se puede calcular restando la temperatura de congelación del solvente puro a la temperatura de congelación de la solución.

• El descenso en el punto de congelación es directamente proporcional a la molaridad de la solución.

• Se puede utilizar una constante de proporcionalidad para calcular el descenso en el punto de congelación.

Propiedades del solvente

Resumen de la sección: En esta sección se discuten las propiedades de los solventes, como la constante crioscópica y el punto de fusión o congelación normal. Se mencionan ejemplos de diferentes solventes y sus características.

Propiedades del solvente

• La constante crioscópica molar es una medida de la capacidad del solvente para disminuir el punto de congelación.

• El punto de fusión o congelación normal es la temperatura a la cual un solvente puro se solidifica.

• Ejemplo: El agua tiene una constante crioscópica de 186 grados centígrados por kilogramo de solvente sobre molalidad soluto. Su punto de fusión normal es 0 grados centígrados.

• Ejemplo: El ciclohexano tiene una constante crioscópica de 2001 grados centígrados por kilogramo de solvente sobre molalidad soluto. Su punto de fusión normal es 6.6 grados centígrados.

Constante crioscópica molar

Resumen de la sección: Se explica que la constante crioscópica molar del punto de congelación tiene unidades específicas y se muestra cómo aplicarla en un ejemplo.

Constante crioscópica molar

• La constante crioscópica molar del punto de congelación tiene unidades en grados centígrados por kilogramo de solvente sobre molalidad soluto.

• Se utiliza para calcular el descenso en el punto de congelación de una solución.

• Ejemplo: Se plantea un problema donde se debe calcular la concentración de una solución acuosa que genera un descenso crioscópico de 0.32 grados centígrados.

Descenso en el punto de congelación

Resumen de la sección: Se presenta un ejemplo sobre el descenso en el punto de congelación y se establecen las condiciones del soluto y la solución acuosa.

Descenso en el punto de congelación

• Se plantea un ejemplo de una solución acuosa que contiene un soluto no volátil ni electrolito.

• El soluto no se disocia en la solución y genera un descenso crioscópico de 0.32 grados centígrados.

• La concentración molar de la solución se calcula utilizando unidades de moles de soluto sobre kilogramos de solvente.

Cálculo de la concentración molar

Resumen de la sección: Se explica cómo calcular la concentración molar utilizando los datos del solvente y el descenso en el punto de congelación.

Cálculo de la concentración molar

• La concentración molar se expresa en moles de soluto sobre kilogramos de solvente.

• Utilizando los datos del agua como solvente, con su constante crioscópica molar y su punto normal, podemos aplicar una ecuación para relacionar el descenso crioscópico y la molalidad.

• Despejando la molalidad, podemos calcularla utilizando los valores proporcionados en el ejemplo.

Resultado del cálculo

Resumen de la sección: Se muestra el resultado del cálculo de la concentración molar en el ejemplo planteado.

Resultado del cálculo

• Utilizando los valores proporcionados en el ejemplo (descenso crioscópico de 0.32 grados centígrados y constante crioscópica molar de 186 grados centígrados por kilogramo de solvente), se realiza el cálculo y se obtiene una concentración molar de 0.1720 moles de soluto sobre kilogramos de solvente.