Proprietà colligative: esercizi svolti

Le soluzioni diluite mostrano particolari proprietà dette proprietà colligative che dipendono solo dal numero di particelle di soluto nella soluzione. Le proprietà colligative sono:

Innalzamento ebullioscopico

Si verifica l’aumento della temperatura di ebollizione della soluzione rispetto al solvente puro. Esso è direttamente proporzionale tramite una costante Keb tipica per ogni solvente alla molalità della soluzione e, nel caso di una soluzione elettrolitica, all’indice di van’t Hoff

Abbassamento crioscopico

Si verifica la diminuzione della temperatura di solidificazione della soluzione rispetto al solvente puro. Esso è direttamente proporzionale tramite una costante Kf tipica per ogni solvente alla molalità della soluzione e, nel caso di una soluzione elettrolitica, all’indice di van’tHoff

 

Pressione osmotica

Quando due soluzioni contenenti lo stesso solvente hanno concentrazioni diverse e sono separate da una membrana semipermeabile il solvente della soluzione più diluita tenderà a migrare verso la soluzione più concentrata per uguagliare le due concentrazioni. La pressione che bisogna esercitare affinché non avvenga il passaggio di solvente è detta pressione osmotica.

Abbassamento della tensione di vapore

Si verifica nelle soluzioni e la tensione di vapore della soluzione è inferiore a quella del solvente puro. L’abbassamento della tensione di vapore della soluzione è direttamente proporzionale alla tensione di vapore del solvente puro tramite la frazione molare del solvente.  

Esercizi

  • La temperatura di congelamento di un campione di acqua di mare è pari a – 2.15 °C. Assumendo che le concentrazioni degli altri soluti siano trascurabili determinare la molalità di NaCl nel campione. Per l’acqua Kf = 1.86 °C kg mol-1

La formula da applicare è: ΔT = m · Kf ·i

Dove ΔT è la differenza della temperatura di congelamento del solvente puro e quella della soluzione, m è la molalità e i è l’indice di van’t Hoff.

Poiché la temperatura di congelamento dell’acqua è di 0 °C il valore di ΔT è pari a 2.15.

Per NaCl che si solubilizza liberando ioni Na+ e Cl l’indice di van’t Hoff vale 2

Sostituendo 2.15 = m · 1.86 · 2

Quindi m = 2.15/1.86 · 2 =0.578

  • Una soluzione acquosa avente volume di 10.0 mL contiene 0.0250 g di una proteina. Determinarne la massa molare sapendo che la pressione osmotica è di 0.00360 atm a 20.0 °C

La formula da applicare è: π = CRT dove C è la concentrazione della soluzione, R è la costante universale dei gas e T è la temperatura espressa in gradi Kelvin

T = 20.0 + 273 = 293 K

Sostituendo si ha: 0.00360 = C · 0.0821 · 293

Da cui C = 0.000150 M

Moli = molarità · V = 0.000150 · 0.0100 L = 1.50 · 10-6

Massa molare = 0.0250 g/1.50 · 10-6 mol = 1.67 · 104 g/mol

  • Calcolare la massa molare di un composto non volatile di massa 18.26 g che viene solubilizzato in 33.25 g di bromoetano CH3CH2Br sapendo che a 21°C la tensione di vapore del bromoetano è di 5.26 · 104 Pa mentre la una tensione di vapore della soluzione è di 4.42 · 104 Pa

Per la legge di Raoult p = p° X

Dove p è la tensione di vapore della soluzione, p° è la tensione di vapore del solvente puro e X è la frazione molare del solvente

La massa molare del bromoetano è pari a 108.96 g/mol

Le moli di bromoetano sono pari a: n = 33.25 g/ 108.96 g/mol =  0.305

Sostituiamo i dati noti nell’espressione della legge di Raoult: 4.42 · 104 Pa = 5.26 · 104 Pa  X

Da cui X = 0.840

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Author: Chimicamo

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