Proprietà colligative

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1 roprietà colligative Fra i sistemi reali è utile esaminare il comportamento di soluzioni diluite ottenuti da solidi o liquidi poco volatili rispetto al solvente. Le proprietà di tali soluzioni dipendono fortemente dal numero totale di particelle presenti in soluzione, per questo prendono il nome di proprietà colligative Una soluzione formata da un soluto poco volatile rispetto al solvente presenta : Un abbassamento della tensione di vapore rispetto al solvente puro Un aumento della T di ebollizione rispetto al solvente puro Una diminuzione della T di congelamento rispetto al solvente puro Una certa pressione osmotica

2 ELETTROLITI rima di passare all esame delle proprietà colligative occorre fissare il comportamento delle sostanze in soluzione Un solido o un liquido in soluzione può dissociare negli ioni che lo compongono, pertanto si definisce elettrolita Fra gli elettroliti troviamo: ELETTROLITI FORTI sono quelli che in soluzione si dissociano completamente negli ioni che li compongono. Sono elettroliti forti tutti i sali alcuni acidi e idrossidi. NaCl(s) + H 2 O Na + (acq) + Cl - (acq) HCl(g) + H 2 O H + (acq) + Cl - (acq) NaOH(s) + H 2 O Na + (acq) + OH - (acq)

3 ELETTROLITI ELETTROLITI DEBOLI sono quelli che in soluzione si dissociano parzialmente negli ioni che li compongono. Sono elettroliti deboli alcuni acidi e idrossidi. CH 3 COOH(g) + H 2 O H + (acq) + CH 3 COO - (acq) NH 4 OH(acq) + H 2 O NH 4 +(acq) + OH - (acq) NON ELETTROLITI sono quelli che in soluzione non si dissociano Sono non elettroliti solidi molecolari quali C 6 H 11 O 6 (glucosio), C 6 H 6 (benzene), CHCl 3 (cloroformio), etc.

4 ELETTROLITI Uno dei parametri attraverso il quale è possibile stabilire se una sostanza è un elettrolita forte, debole o un non elettrolita è il grado di dissociazione α, dato da: α, n moli di sostanza dissociata α(%) 100 n moli iniziali er un elettrolita forte α 1 er un elettrolita debole 0<α <1 er un non elettrolita α 0

5 RORIETA COLLIGATIVE Faremo inizialmente riferimento a soluzioni con soluti non elettroliti ABBASSAMENTO DELLA TENSIONE DI VAORE Data una soluzione ideale di A in B in cui la tensione di vapore del soluto A è trascurabile rispetto alla tensione di vapore del solvente B, per essa vale la legge di Raoult x AA + x BB oiché A <<<< B si ha che : x A A <<<< x B B : er cui: x B B

6 RORIETA COLLIGATIVE B A ) x (1 A B B x B x A A B x A B A B B B x x

7 RORIETA COLLIGATIVE INNALZAMENTO EBULLIOSCOICO Data una soluzione ideale di A in B in cui la tensione di vapore del soluto A è trascurabile rispetto alla tensione di vapore del solvente B, si ha T ebsoluz T Tebull. ebsolv K eb m T ebull. K eb Kg n ( solvente ) K eb prende il nome di costante ebullioscopica ed è caratteristica di un dato solvente e non varia al variare del soluto [ C][ Kg] K eb [ moli]

8 RORIETA COLLIGATIVE ABBASSAMENTO CRIOSCOICO Data una soluzione ideale di A in B in cui la tensione di vapore del soluto A è trascurabile rispetto alla tensione di vapore del solvente B, si ha T congsolv T T criosc. congsoluzione K criosc T criosc. n Kg( solvente) K criosc m K criosc prende il nome di costante crioscopica ed è caratteristica di un dato solvente e non varia al variare del soluto : [ C][ Kg] K criosc [ moli]

9 RORIETA COLLIGATIVE RESSIONE OSMOTICA Data una soluzione ideale di A in B in cui la tensione di vapore del soluto A è trascurabile rispetto alla tensione di vapore del solvente B, in contatto con un solvente puro attraverso una membrana semipermeabile che lascia attraversare solo le molecole del solvente si ha: soluzione < solvente soluzione solvente

10 RORIETA COLLIGATIVE RESSIONE OSMOTICA Si definisce pressione osmotica di una soluzione la pressione da applicare sulla superficie della stessa, quando questa è in contatto con il solvente puro attraverso una membrana semipermeabile, affinchè non si abbia il passaggio delle molecole del solvente alla soluzione π MRT atm Dove M è la Molarità della soluzione, R è la costante universale dei gas (lxatm/mole K) e T è la temperatura espressa in K Due soluzioni aventi la stessa pressione osmotica si dicono isotoniche

11 LA RESSIONE OSMOTICA, LE FLEBOCLISI E pratica comune in medicina somministrare farmaci in soluzione acquosa per via endovenosa; in questo caso la soluzione deve avere la stessa pressione osmotica che all interno delle cellule. er questo alle soluzioni vengono aggiunti NaCl oppure zucchero Ambiente isotonico Ambiente ipertonico Ambiente ipotonico

12 RORIETA COLLIGATIVE ER ELETTROLITI DEBOLI A differenza dei non elettroliti in cui il numero di particelle presenti in soluzione è uguale a quelle usate per preparare la soluzione, nel caso degli elettroliti deboli esso è superiore rispetto al numero di particelle di partenza. oiché le proprietà colligative dipendono dal numero di particelle in soluzione proviamo a vedere come esse variano.

13 RORIETA COLLIGATIVE ER ELETTROLITI DEBOLI Dato un elettrolita AxBy avente un grado di dissociazione α, se si sciolgono n moli di elettrolita avremo: AxBy xa + + yb - Moli iniziali n - - Moli formate dopo dissociazione - xαn yαn Moli totali in soluzione n αn xαn yαn n tot n αn + xαn +yαn onendo x+y ν avremo: n tot n(1 α )+ nα ν n tot n[1 + α (ν -1)] Binomio di Van t Hoff

14 RORIETA COLLIGATIVE ER ELETTROLITI DEBOLI 1)] ( [1 x A B ν + α ) ( 1)] ( [1. solvente Kg n K T eb ebull + ν α ) ( 1)] ( [1. solvente Kg n K T criosc criosc + ν α RT l V n ) ( 1)] ( 1 [ + ν α π

15 RORIETA COLLIGATIVE ER ELETTROLITI FORTI Gli elettroliti forti sono completamente dissociati n soluzione (α α1), perciò dato un elettrolita AxBy se si sciolgono n moli di elettrolita avremo: AxBy xa + + yb - Moli iniziali n - - Moli formate dopo dissociazione - xn yn Moli totali in soluzione - xn yn n tot xn +yn n(x+y) e ponendo x+yν n tot νn

16 RORIETA COLLIGATIVE ER ELETTROLITI FORTI B x A ν T ebull. K eb nν Kg(solvente) ( ) T criosc. K criosc nν Kg( solvente) π nν V ( l) RT

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