UNIDAD 2. PROPIEDADES COLIGATIVAS
EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN
1) Dibuje el diagrama de fases para el agua y para el CO2. Indique las zonas de coexistencia líquido-gas, gas-sólido y líquido-sólido. Marque el punto triple y defínalo.
b) Compare el diagrama de fases del H2O con el del CO2. Explique las diferencias.
c) Indique sobre el mismo el punto de fusión y punto de ebullición normal.
d) ¿Por qué la pendiente, en la zona de coexistencia sólido-líquido, es negativa en agua?
e) ¿Qué cambios de densidades ocurren con la presión externa en H2O y en CO2?
f) Indique las condiciones en las cuales no se puede licuar un gas aún a muy altas presiones.
g) Observe el diagrama de fase del agua y describa los cambios que ocurren cuando se calienta de -10 °C a 110°C a presión igual 1 atm. Diga qué tipos de interacciones intermoleculares deben vencerse en cada caso.
2) Enuncie la ley de Raoult.
3) ¿Qué es una propiedad coligativa? Enumérelas.
4) Indique qué es el factor i de van´t Hoff y cómo se calcula.
5) Defina isoosmolaridad e isotonicidad.
6) Calcular la presión osmótica a 20 °C de cada una de las soluciones acuosas citadas a continuación (suponga ionización completa para todos los solutos iónicos).
a) sacarosa 0,050 M. b) NaCl 1 mM.
Rta: a) 1,2 atm; b) 0,048 atm. 9
VIDEO EXPLICATIVO
EJERCICIOS DE RESOLUCIÓN EN EL SEMINARIO
1) Dibuje los diagramas de fases para el agua pura y para las soluciones abajo mencionadas. Señale sobre ellos la variación del punto de fusión y de ebullición. a) solución de glucosa 1 M
b) solución de urea 2 M ¿Cuál es la razón del comportamiento observado teniendo en cuenta la definición de propiedades coligativas? ¿Cómo serían las curvas si las soluciones tuvieran igual concentración?
2) a) Calcular la temperatura de ebullición de una solución que contiene 100 g de sacarosa (C12H22O11; PM = 342 g/mol) en 500 g de agua. (ke = 0,51 kg/mol)
b) Calcule la disminución de la presión de vapor de la misma solución a 25 °C, si la presión de vapor del agua pura a esa temperatura es de 23,78 mmHg.
c) Señale los cambios calculados en los ítems anteriores sobre el diagrama de fases del agua.
Rta: a) 100,3 C; b) 0,245 mmHg.
3) El descenso del punto de fusión de una solución de cloruro de potasio ( = 1,06 g/ml) es de 0,93°. Dato: kf agua: 1,86 kg/mol
a) Calcule la presión osmótica de esta solución a 25 °C.
b) Prediga en qué sentido se desplazará el solvente si esta solución se pone en contacto a través de una membrana semipermeable ideal con una solución de glucosa 0,3 M. Justifique
Rta: a) 12,5 atm; b) de la solución de glucosa a la de KCl.
4) Ordene cualitativamente en forma creciente los puntos de fusión de las siguientes soluciones acuosas:
a) sulfato de magnesio 1 m
b) nitrato de calcio 1 m
c) urea 1 m
d) cloruro de potasio 2 m
e) fosfato de sodio 1 m.
Rta: d = e < b < a < c.
5) ¿Cuál o cuáles de las siguientes soluciones es isosmótica e isotónica respecto a una solución de cloruro de sodio 0,9 % P/V (solución fisiológica)? a) glucosa 0,15 M b) cloruro de potasio 0,15 M c) glucosa 0,30 M d) urea 0,30 M
Rta: b y c.
6) Se dispone de una solución 0,2 M de un soluto de PM 136 g/mol. La densidad de la misma es 1,08 g/mL. Se determina experimentalmente la presión osmótica de esta solución a 25,0 °C y resulta ser de 13,2 atm. a) Calcule la presión de vapor de esta solución a 25°C (P°v del H2O a 25 °C = 23,78 mmHg). b) Si se pone en contacto esta solución con otra de nitrato de potasio 0,2 M a través de una membrana semipermeable, ¿habrá flujo de solvente?, ¿en qué sentido?, ¿en qué momento el flujo neto de agua será cero?
Rta: a) 23,6 mmHg.
7) Se tienen tres soluciones acuosas a 25,0 °C con las siguientes características: a) sulfato de potasio 0,8 m b) cloruro de aluminio Tf = - 3,70°C c) nitrato de calcio = 48,87 atm (a 25,0 °C) Indique que par de soluciones tendrán el mismo punto de ebullición (ke agua: 0,51 kg/mol, kf agua: 1,86 kg/mol). Considere m=M.
Rta: b) y c)
8) Calcule la dilución que habrá que efectuar a una solución de cloruro de calcio al 6,00 % P/P ( = 1,10 g/mL) para que tenga la misma presión osmótica que una solución 0,30 Osm de un soluto desconocido a 25,0 °C.
Rta: 1/6
9) La presión osmótica de una solución acuosa preparada disolviendo 23,31 g de una sal ABx (PM= 111 g/mol) en un volumen de 350 mL es igual a la producida por una solución de NaCl 0,9 M a la misma temperatura. ¿Cuál es el valor del subíndice x en la sal ABx?
Rta: 2
EJERCICIOS ADICIONALES
1) Se tiene un tubo con agua a 0 °C, ¿Cuántas fases existen en el mismo cuando la temperatura del tubo se encuentre en equilibrio con la externa de 0 °C? ¿Qué sucede con las moléculas cuando se aumenta la temperatura? ¿Qué sucede con las fases si, manteniendo la temperatura, se disuelve un soluto en la fase líquida?
2) Una membrana semipermeable ideal separa una solución acuosa de glucosa (C6H12O6) 0,02 M, de una disolución acuosa de cloruro de potasio 0,02 M a 25,0°C. Responda los siguientes enunciados
a) Una membrana semipermeable es aquella que: ¿deja pasar soluto y solvente, solo soluto o solo solvente?
b) ¿A qué disolución debería aplicársele una presión externa para que no se produzca flujo de solvente a través de la membrana?
c) ¿Cómo se denomina la presión externa (medida en atm) que debería aplicarse para que no se produzca flujo de solvente?
d) ¿Qué disolución presenta la mayor presión osmótica?
3) Indique si la siguiente afirmación es verdadera o falsa. Justifique. El descenso del punto de fusión de una solución acuosa de sacarosa 0,1 M será igual al de una solución alcohólica del mismo compuesto y de igual concentración.
4) Calcular el punto de ebullición de una solución de cloruro de calcio 1 M cuya densidad es de 1,08 g/mL. Dato: ke agua: 0,51 kg /mol.
Rta: 101,6 C.
5) Se dispone de una solución acuosa 25,0 % P/P de un soluto de PM = 111 g/mol, cuya densidad es 1,05 g/mL y que posee una presión osmótica de 170 atm a 25 °C. ¿Cuál será la presión de vapor de la solución a la misma temperatura sabiendo que la presión de vapor del agua es 23,78 mmHg?
Rta: 20,5 mmHg.
6) Calcular la presión osmótica a 20 °C de cada una de las soluciones acuosas citadas a continuación (suponga disociación completa para todos los solutos iónicos). 11 a) sacarosa 0,050 M. b) NaCl 1 mM.
Rta: a) 1,20 atm b) 0,048 atm.
7) La presión osmótica de una solución acuosa de un compuesto C de peso molecular 200 g/mol y que no se ioniza ni se asocia es 31,8 atm a 25 °C y el descenso crioscópico observado en dicha solución es de 2,79 °C. ¿Cuál es la densidad de la solución? Dato: kf agua: 1,86 kg/mol
Rta: = 1,13 g/mL.
8) Una muestra de 0,40 g de un polipéptido disuelta en un litro de una disolución acuosa a 27°C tiene una presión osmótica de 3,74 Torr. ¿Cuál es la masa molar del polipéptido?
Rta: 2000 g/mol.
9) El punto de congelación de una disolución acuosa de CH3COOH 5,0 % P/P es –1,58 °C. Determinar el factor experimental i de Van’t Hoff para esta disolución. Dato: kf agua: 1,86 kg /mol.
Rta: i = 1.
10) La presión osmótica de una solución preparada con 1 g de hemoglobina en 100 mL de solución es de 2,75 mmHg a 20 C. Calcule el PM de la hemoglobina
Rta: 6,64 x 104 g/mol.
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