Proprietà colligative delle
soluzioni
a.s. 2010-11
PROPRIETA’ COLLIGATIVE
Il solvente, come ogni sostanza pura, possiede delle proprietà
fisiche caratteristiche.
La presenza del soluto, nella soluzione, modifica le
caratteristiche del solvente.
Alcune proprietà delle soluzioni dipendono esclusivamente
dalla concentrazione della soluzione, cioè dal numero di
particelle di soluto presenti, non dalla sua natura.
Queste particolari proprietà si definiscono proprietà
colligative e sono:
• l’abbassamento della tensione di vapore
• l’innalzamento del punto di ebollizione
• l’abbassamento della temperatura di solidificazione
• la pressione osmotica.
LA LEGGE DI RAOULT
• l’abbassamento della tensione di vapore di una
soluzione (∆P ) di un soluto non volatile rispetto al
solvente puro è uguale al prodotto della frazione molare
del soluto (XB) per la tensione di vapore del solvente
(PA).
∆P /PA = XB
Si avrà: un abbassamento della tensione di vapore, un innalzamento del punto di
ebollizione, un abbassamento del punto di congelamento della soluzione rispetto
al solvente puro.
Abbassamento della tensione di
vapore
molecola del solvente
molecola del soluto
La tensione di vapore di una soluzione contenente un soluto
non volatile è minore di quella del solvente puro: infatti alla
superficie della soluzione alcune particelle di solvente sono
sostituite da quelle di soluto, che non hanno alcuna tendenza
ad evaporare.
INNALZAMENTO DEL PUNTO DI EBOLLIZIONE
(di una soluzione di un soluto non volatile)
Il valore è dato da:
∆teb = Keb m
Keb = costante ebullioscopica
(caratteristica del solvente)
m = concentrazione molale del soluto
Innalzamento della temperatura di
ebollizione
acqua salata
105-
100-
9-
acqua pura
Le interazioni che si vengono a
creare tra soluto
e
solvente
diminuiscono la
tendenza delle
molecole del solvente a liberarsi,
inizia l’ebollizione per passare allo stato di vapore. E’
necessaria più energia per vincere
queste interazioni, rispetto a quella
necessaria al solvente puro. Di
conseguenza, si registrerà una
temperatura di ebollizione più
elevata.
tempo
ABBASSAMENTO DEL PUNTO DI FUSIONE (di
una soluzione di un soluto non volatile)
Il valore è dato da:
∆tcr = Kcr m
Kcr = costante crioscopica (caratteristica
del solvente)
m = concentrazione molale del soluto
Abbassamento della temperatura di
solidificazione
acqua salata
210-1-2-
acqua pura
L’abbassamento della temperatura
di solidificazione della soluzione,
rispetto a quella del solvente puro,
è dovuta al disturbo che le
particelle di soluto provocano alle
molecole del solvente, le quali
dovendole accoglierle, cambiano il
inizia il
loro modo
di aggregarsi. Le
congelamento
particelle di soluto costituiscono un
ostacolo alla solidificazione del
solvente perché si interpongono tra
le sue molecole impedendo loro di
organizzarsi
in
un
reticolo
tempo
cristallino
Per le soluzioni di elettroliti forti, che si dissociano
totalmente in soluzione acquosa, bisogna tener conto del
numero di particelle realmente presenti:
Es. NaCl si dissocia in Na+ e Cl- le particelle sono 2
∆teb = Keb m i
∆tcr = Kcr m i
i = corrisponde al numero di ioni prodotti
dalla dissociazione
Osmosi
L’osmosi è un processo che consiste nel passaggio delle
molecole del solvente da una soluzione più diluita ad una
più concentrata quando tra esse è posta una particolare
membrana, detta membrana semipermeabile, capace di
lasciarsi attraversare solo dalle molecole del sovente e
non da quelle del soluto.
molecola del soluto
molecola del solvente
Pressione osmotica
solvente puro
(a)
pressione osmotica
soluzione
(b)
movimento del solvente
(c)
pressione necessaria per contrastare
l’aumento del volume
Molecola del soluto
Molecola del
solvente
Quando solvente e soluto sono separati da una membrana
semipermeabile (a) le molecole del solvente tendono a spostarsi verso la
soluzione dove sono meno concentrate (osmosi). Il volume della
soluzione aumenta (b) e quindi diminuisce la concentrazione di soluto. La
pressione osmotica è quella che si deve applicare per impedire l’aumento
del volume della soluzione.
LA PRESSIONE OSMOTICA
La pressione osmotica (p) rappresenta quindi la pressione
esercitata dalle particelle del soluto sulla membrana
semipermeabile che lo separa dal solvente o da un’altra
soluzione. La misura è data dalla pressione che deve essere
esercitata sulla soluzione più concentrata per impedire il
fenomeno dell’osmosi.
pV = nRT
p=
V=
pressione osmotica in atm
volume in l
n=
R=
T=
quantità di sostanza chimica, in moli/l
costante dei gas perfetti
temperatura in K
LA PRESSIONE OSMOTICA
Poiché n/V coripsonde alla molarità (M) del soluto
pV = nRT
p = MRT
(Legge di Van’t Hoff)
In caso di elettroliti bisogna anche qui, introdurre il fattore
i = fattore di van’t Hoff
SOLUZIONE ISOTONICA: soluzione che contiene lo stesso
numero di particelle (stessa osmolarità, stessa p) di una
soluzione di riferimento.
SOLUZIONE IPERTONICA: soluzione che contiene un maggior
numero di particelle (maggiore osmolarità, maggiore p) di una
soluzione di riferimento.
SOLUZIONE IPOTONICA: soluzione che contiene un minor
numero di particelle (minore osmolarità, minore p) di una
soluzione di riferimento.
