Proprietà colligative (Abbassamento tensione di vapore, innalzamento ebullioscopico, abbassamento crioscopico, pressione osmotica)

PROPRIETÀ COLIGATIVE DELLE SOLUZIONI

Le proprietà colligative delle soluzioni sono proprietà che dipendono dalla concentrazione delle particelle numero di particelle, sotto dissociate o degli ioni in soluzione, ma non dipendono dalla natura del soluto.

Le proprietà colligative tendono a cambiare il comportamento delle soluzioni, le 4 proprietà fondamentali sono:

• ABBASSAMENTO PRESSIONE DI VAPORE
• INNALZAMENTO DELLA TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE
• ABBASSAMENTO DELLA TEMPERATURA DI CONGELAMENTO
• PRESSIONE OSMOTICA

ABBASSAMENTO PRESSIONE DI VAPORE

L'abbassamento della pressione di vapore è una proprietà colligativa che non dipende dalla natura del soluto ma è direttamente proporzionale alla sua concentrazione.

Quindi, le soluzioni acquose concentrate evaporano più lentamente rispetto all'acqua pura. Da ciò deduciamo che la tensione di vapore dell'acqua sulla soluzione è minore di quella dell'acqua pura. È possibile dedurre ciò dalla legge di Dalton.

LEGGE DI DALTON

“In una miscela gassosa la pressione esercitata da un singolo componente è uguale alla pressione che quel gas eserciterebbe se a quella temperatura occupasse l'intero volume.”

Questa pressione si chiama PRESSIONE PARZIALE, mentre la PRESSIONE TOTALE di una miscela di gas è data dalla somma delle pressioni parziali dei singoli gas costituenti la miscela.”

Quindi

P_tot = P_a + P_b + P_c oppure P_tot = P_a + P_b + P_e

dove P_tot indica la pressione totale, P_a, P_b, P_c le rispettive pressioni parziali componenti.

P_a = X_a P_tot, X_a = n_a/n_tot P_b = X_b P_tot, X_b = n_b/n_tot

Possiamo applicare tale legge alla TENSIONE DI VAPORE

Sostituendo al gas un solvente volatile.

LEGGE DI RAOULT

Legata all'abbassamento della tensione di vapore vi è anche

La Legge di Raoult che mette in relazione la TENSIONE DI

VAPORE DELLA SOLUZIONE con la TENSIONI DI VAPORE DEL SOLVENTE E

DEL SOLUTO PURI e le loro FRAZIONI MOLARI. Tale legge afferma

che:

la tensione di vapore parziale del solvente P_A di una solu-

zione è uguale alla tensione di vapore del solvente puro P^o_a

moltiplicata per la frazione molare del solvente X_a,

P_A = X_A P^o_a

La tensione di vapore B sarà calcolata alla stessa moda.

P_B = X_B P^o_B, P_tot = P_A + P_B

Dunque, essendo X_A = n_a/(n_a+n_b) e X_B = n_b/(n_a+n_b), allora

P_tot = P^o_A (n_a/(n_a+n_b)) + P^o_B (n_b/(n_a+n_b))

oppure, dato che X_A+X_B=1

P_A = P^o_A (1-X_B) e P_B = P^o_B (1-X_a)

La soluzione non bolle a 100°C ma bollirà ad una T superiore. Quale?

Δeb = Keb · m · i

i = 1-α + (α · ν)

Δeb = 0,52 x 1 x 1 = 0,52, aggiungendo 1M di glucosio la T di ebollizione dell’H2O sarà 100,52°C. Se aggiungiamo 2M sarà 101,04°C.

La temperatura di congelamento dell’H2O è 0°C.

Δec = Kc · m · i

i = 1-α + (0 · 1)

Δec = -1,86 x 1 x 1 = -1,86, aggiungendo 1M di glucosio la T di congelamento dell’H2O sarà -1,86°C. Se aggiungiamo 2M sarà -3,72°C.

Se il soluto è un elettrolita i sarà diverso. Per NaCl i sarà 2, per Na3PO4 sarà 4.

PRESSIONE OSMOTICA*

L’osmosi è quel processo per cui un solvente passa attraverso una membrana da una soluzione diluita a una più concentrata fino al raggiungimento dell’equilibrio. Una MEMBRANA SEMIPERMEABILE è costituita da materiali che consentono solo il passaggio delle molecole del solvente e non del soluto.

PRESSIONE ONCOTICA

La pressione oncotica è la porzione della pressione osmotica dovuta alle macromolecole.

OSMOSI INVERSA

Viene utilizzata per la produzione di acqua dolce dall'acqua marina.

DIALISI

La dialisi è un procedimento fisico con cui si separano una o più sostanze disciolte in un liquido, utilizzando una membrana semipermeabile che permette il passaggio di tali sostanze in una sola direzione. Il moto delle sostanze è dovuto essenzialmente alla differenza di concentrazione (gradiente) di tale sostanza tra i soluti nei due comparti (diffusione) e cessa una volta giunti all'equilibrio.

L'EMODIALISI (rene artificiale) è usata in medicina per rimuovere delle sostanze (ad esempio urea) in concentrazioni tossiche.

RENI E DIALISI

• I prodotti di scarto trasportati dal sangue vengono dializzati dai reni attraverso una membrana semipermeabile. Attraverso dei tubuli vengono eliminati nell'URINA.
• Nel rene artificiale questa operazione viene effettuata artificialmente.