Concetti Chiave
- Le proprietà colligative sono determinate dal numero di particelle di soluto disciolte, indipendentemente dalla loro natura chimica.
- L'aggiunta di un soluto non volatile abbassa la tensione di vapore e altera i punti di ebollizione e congelamento della soluzione.
- Il fenomeno dell'osmosi comporta il movimento del solvente attraverso una membrana semipermeabile, influenzato dalla concentrazione delle soluzioni.
- Gli elettroliti, dissociandosi in ioni, aumentano il numero di particelle in soluzione, potenziando l'effetto sulle proprietà colligative rispetto ai non elettroliti.
- L'osmolarità misura la concentrazione di particelle di soluto in una soluzione, tenendo conto della dissociazione degli elettroliti.
Le proprietà colligative sono delle proprietà fisiche che dipendono solo dal numero di particelle di soluto disciolte e non dalla loro natura chimica.
Esse sono:
- Abbassamento della tensione di vapore
- Innalzamento ebullioscopico
- Abbassamento crioscopico
- Pressione osmotica
Effetti del soluto non volatile
Per la legge di Raoult, la tensione di vapore di una soluzione ideale (Psol) è pari alla somma delle tensioni di vapore dei componenti, ciascuna moltiplicata per la rispettiva frazione molare nella fase liquida. Ne consegue che la tensione di vapore di una soluzione contenente un soluto non volatile è sempre inferiore a quella del solvente puro.
L’aggiunta di un soluto non volatile a un solvente dà luogo a una soluzione il cui punto di ebollizione è maggiore (innalzamento ebullioscopio) e il cui punto di congelamento è minore (abbassamento crioscopico) di quello del solvente puro.
Fenomeno dell'osmosi e pressione osmotica
Separando due soluzioni a diversa concentrazione con una membrana semipermeabile si verifica il fenomeno dell’osmosi, che consiste nel movimento netto del solvente attraverso la membrana dalla soluzione più diluita a quella più concentrata, fino al raggiungimento di una situazione di equilibrio.
La pressione che occorre applicare sulla soluzione più concentrata per riportarla a livello di quella più diluita è detta pressione osmotica.
Effetto degli elettroliti sulle proprietà colligative
Dato che un elettrolita in soluzione si dissocia in ioni, una mole di elettrolita in soluzione libera più particelle di una mole di un non elettrolita e ha quindi maggior effetto sulle proprietà colligative.
Per calcolare l’effetto sulle proprietà colligative indotto dalla presenza di un elettrolita è necessario considerare il numero totale di particelle in cui l’elettrolita si dissocia, introducendo nella formula un coefficiente detto di Van’t Hoff (i) --> numero di ioni in cui un elettrolita è dissociato.
proprietà colligativa elettrolita = i • proprietà colligativa
ES. NaCl si dissocia in Na+ e Cl-, quindi idealmente i = 2.
Concetto di osmolarità
L’osmolarità è un’espressione della concentrazione di una soluzione che sottolinea il numero di particelle di soluto presenti nella soluzione stessa.
L’osmolarità esprime il numero di osmoli di soluto contenute in un litro di soluzione, dove il numero di osmoli si calcola moltiplicando il numero di moli per il coefficiente i; si ha quindi --> OSM = C x i
Dove:
- i = fattore di van't Hoff (numero di particelle in cui il soluto si dissocia)
- C = concentrazione molare del soluto (mol / L)
Un osmole è una mole di particelle osmoticamente attive.
Ad esempio, NaCl in acqua si dissocia in Na+ e Cl-. Perciò i = 2.
1 mol di NaCl corrisponde a 2 osmoli.
Se viene disciolto in 1 litro, l'osmolarità è uguale a 2 Osm / L.
La moralità conta le moli di soluto, senza considerare la dissociazione. Invece, l'osmolarità conta il numero di particelle effettive considerando anche la dissociazione.
Domande da interrogazione
- Cosa sono le proprietà colligative e quali sono i loro effetti principali?
- Come influisce un soluto non volatile sulla tensione di vapore di una soluzione?
- Qual è il significato della pressione osmotica in una soluzione?
- In che modo gli elettroliti influenzano le proprietà colligative rispetto ai non elettroliti?
Le proprietà colligative sono proprietà fisiche che dipendono dal numero di particelle di soluto disciolte, indipendentemente dalla loro natura chimica. Gli effetti principali includono l'abbassamento della tensione di vapore, l'innalzamento ebullioscopico, l'abbassamento crioscopico e la pressione osmotica.
Secondo la legge di Raoult, l'aggiunta di un soluto non volatile a un solvente riduce la tensione di vapore della soluzione, che risulta sempre inferiore a quella del solvente puro.
La pressione osmotica è la pressione necessaria per riportare una soluzione più concentrata a livello di una soluzione più diluita, e si verifica durante il fenomeno dell'osmosi attraverso una membrana semipermeabile.
Gli elettroliti, dissociandosi in ioni in soluzione, liberano più particelle rispetto ai non elettroliti. Questo porta a un effetto maggiore sulle proprietà colligative, che si calcola utilizzando il coefficiente di Van’t Hoff (i) per considerare il numero totale di particelle.
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