Conceptos Clave de Disoluciones y Propiedades Coligativas: Fórmulas y Factores

Conceptos Clave de Disoluciones y sus Propiedades

Concentraciones de las Disoluciones

• Molaridad (M): Moles de soluto por litro de disolución.
• Molalidad (m): Moles de soluto por kilogramo de disolvente.
• Fracción Molar (X): Cantidad de moles de un componente (soluto o disolvente) en relación con el total de moles de la disolución. Es adimensional. Fórmula: X = moles de soluto o disolvente / moles totales de la disolución.

Dilución

Procedimiento para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada. Se utiliza la siguiente fórmula:

C_i x V_i = C_f x V_f

Donde:

• C_i: Concentración inicial
• V_i: Volumen inicial
• C_f: Concentración final
• V_f: Volumen final

Ejemplo:

Preparar 1L de una disolución de permanganato de potasio (KMnO₄) 0,40 M a partir de una disolución de KMnO₄ 1,00 M.

1,00 M x V_i = 0,40 M x 1L

V_i = 0,4 L = 400 mL

Concentración Molar de Iones

Se debe conocer la ecuación de disociación de la sustancia iónica. Asumiendo un 100% de disociación, se multiplica la concentración inicial por los coeficientes estequiométricos de los productos.

Ejemplos:

• KCl → K⁺ + Cl^-
• Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ + 2NO₃^-

Electrolitos y No Electrolitos

• No electrolitos: No conducen electricidad en disolución acuosa. Ejemplos: C₆H₁₂O₆ (glucosa), C₁₂H₂₂O₁₁ (sacarosa).
• Electrolitos: Conducen electricidad en disolución acuosa.
  • Fuertes: Disociación completa. Ejemplos: NaCl, NaOH, H₂SO₄.
  • Débiles: Disociación parcial. Ejemplos: H₂S, CH₃COOH (ácido acético), H₂CO₃ (ácido carbónico).

Solubilidad

Máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura y presión específicas.

Tipos de Disoluciones

• Insaturada: Contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver el disolvente.
• Saturada: Contiene la máxima cantidad de un soluto que puede disolver un disolvente en particular, a una temperatura específica.
• Sobresaturada: Contiene más soluto del que puede haber en una disolución saturada. Es muy inestable y puede ocurrir cristalización.

Factores que Afectan la Solubilidad

1. Naturaleza química: Depende de las interacciones disolvente-disolvente, soluto-soluto y disolvente-soluto.
2. Temperatura: Relacionada con la energía cinética molecular.
3. Presión: Para sistemas gaseosos, a una temperatura determinada, el aumento de la presión incrementa la solubilidad del gas en el líquido.

Propiedades Coligativas

Propiedades que dependen de la concentración del soluto, no de su naturaleza.

• Disminución de la presión de vapor (tonoscopía): Al añadir un soluto a un disolvente puro, disminuye la presión de vapor del disolvente.
• Elevación del punto de ebullición (ebulloscopía): El punto de ebullición de la disolución es mayor que el del disolvente puro.
• Disminución del punto de congelación (crioscopía): El punto de congelación de una disolución es menor que el del disolvente puro.
• Presión osmótica (π): Presión hidrostática necesaria para detener el flujo neto de agua a través de una membrana semipermeable que separa disoluciones de diferente composición.