Le proprietà colligative delle soluzioni

Le proprietà colligative delle soluzioni

Le proprietà colligative delle soluzioni sono quelle proprietà che dipendono solo dalla concentrazione delle particelle di soluto presenti nel solvente e non dalla loro natura chimica.

Proprietà colligative delle soluzioni

• Dipendono solo dalla concentrazione del soluto, non dalla sua natura chimica
• Abbassamento della pressione di vapore connesso a:
• Innalzamento della temperatura di ebollizione
• Abbassamento della temperatura di congelamento
• Pressione osmotica

Abbassamento della pressione di vapore

La legge di Raoult afferma che la pressione di vapore di un liquido in una soluzione è proporzionale alla concentrazione del liquido, indipendentemente dalla concentrazione chimica dell'altro costituente della soluzione.

• Solvente liquido volatile: A
• Soluto solido non volatile (no pressione di vapore): B

P_solv = X_solv P⁰_solv

In una soluzione, il solvente non è puro e avremo X_solv < 1, quindi la pressione di vapore della soluzione è inferiore alla pressione di vapore del solvente puro.

X_solv = n_solv / (n_solv + n_soluto)

Un esempio pratico: un bicchiere di acqua evapora più velocemente rispetto a un bicchiere di acqua e sale alla stessa temperatura. Questo concetto è rilevante per la termoregolazione, come nel caso di uno sportivo.

Innalzamento della temperatura di ebollizione

Conseguenza dell'abbassamento della pressione di vapore di una soluzione è l'innalzamento della temperatura di ebollizione. Un liquido bolle quando la sua pressione diventa uguale a quella ambientale.

ΔT_eb (innalzamento ebullioscopico) = K_eb × m × i

• K_eb = costante ebullioscopica (caratteristica di ogni solvente)
• m: molalità della soluzione
• i: coefficiente di Van’t Hoff (numero di particelle in cui si dissocia il soluto)

Esempio: l'acqua pura a 1 atm bolle a 100°C. Un litro di acqua con 1 mole di glucosio alza la temperatura di ebollizione di 0.52°C, mentre con 1 mole di NaCl l'aumenta di 1.04°C.

Abbassamento della temperatura di congelamento

Il solvente cristallizza come componente puro, escludendo tutto o in parte il soluto solido, abbassando così la temperatura di congelamento.

ΔT_cr (abbassamento crioscopico) = K_cr × m × i

• K_cr = costante crioscopica
• m: concentrazione molale della soluzione
• i: coefficiente di Van’t Hoff

Esempio: 1 kg di acqua con 1 mole di glucosio abbassa la temperatura di congelamento di 1.86°C. L'aggiunta di sale sulla neve abbassa la temperatura a cui l'acqua ghiaccia.

Osmosi e pressione osmotica

La pressione osmotica è un concetto importante nel nostro organismo, composto da compartimenti distinti. Le cellule separano i liquidi intracellulari da quelli extracellulari, come quelli interstiziali e il sangue.