Las moléculas de la fase gaseosa que chocan contra la fase líquida ejercen una fuerza contra la superficie del líquido, fuerza que se denomina PRESIÓN DE VAPOR, que se define como la presión ejercida por un vapor puro sobre su fase líquida cuando ambos se encuentran en equilibrio dinámico
DESCENSO DE LA PRESIÓN DE VAPOR: Efecto de solutos no electrolitos.
Como ya sabemos un líquido puro posee una presión de vapor determinada, que depende sólo del líquido en estudio y de la temperatura. El valor de la presión de vapor del líquido puro se altera si agregamos al líquido (solvente) un soluto cualquiera.
El soluto puede ser volátil, es decir, posee una presión de vapor mayor que el 1% de la presión de vapor del solvente a la misma temperatura; o no volátil, es decir, posee una presión de vapor menor que el 1% de la presión de vapor del solvente a la misma temperatura. En ambos casos la presión de vapor del solvente se modifica en relación al solvente puro.
i) Soluto no volátil.
Si el soluto que se agrega al solvente es no volátil, se producirá un descenso de la presión de vapor.
Por ello se produce un desplazamiento del equilibrio, lo que se traduce en una reducción de la presión de vapor sobre la solución.
El grado en el cual un soluto no volátil disminuye la presión de vapor es proporcional a la concentración de la solución, es decir, mientras mayor sea la concentración de la solución mayor es la disminución de la presión de vapor y por lo tanto la reducción en la presión de vapor es aproximadamente proporcional a la concentración total de partículas del soluto (electrolito o no electrolito).
La expresión cuantitativa del descenso de la presión de vapor de las soluciones que contienen
solutos no volátiles esta dada por la Ley de Raoult (Francois Marie Raoult 1885). Este científico
demostró que “a una temperatura constante, el descenso de la Presión de Vapor es proporcional a la
concentración de soluto presente en la solución”. Este principio queda establecido matemáticamente
por las siguientes ecuaciones:
PA = XA PºA
ΔPV = PºA - PA
ΔPV = PºA XB
PºA - PA = PºA XB
Donde:
PA = Presión de Vapor de la solución.
PºA = Presión de vapor del solvente puro.
XA = Fracción molar del solvente
XB = fracción molar del soluto
Δ
Las soluciones que obedecen la ley de Raoult se denominan SOLUCIONES IDEALES. Las
soluciones se aproximan al comportamiento ideal cuando la concentración de soluto es baja y cuandoel soluto y el solvente son semejantes tanto en tamaño molecular, como en el tipo de fuerzas deatracción intermolecular que hay entre ellas.
Ejemplo: Consideremos una solución formada por 1 mol de Benceno y 2 moles de Tolueno. El Benceno presenta una presión de vapor (P°) de 75 mmHg y el Tolueno una de 22 mmHg a 20°C. Como se ve el benceno es el más volátil debido a que tiene una presión de vapor
puro (P°) mayor que la del tolueno.
1) Calculemos la fracción molar de Benceno y Tolueno:
Xbenceno = _1__ = 0,33
1+2
XTolueno __2__ = 0,67
1 + 2
2) Calculemos la presión de parcial de cada componente y la presión de vapor de la solución:
Pbenceno = Xbenceno Pºbenceno Ptolueno = Xtolueno Pºtolueno
Pbenceno = ( 0,33 ) ( 75 mmHg ) Ptolueno = ( 0,67 ) ( 22 mmHg )
Pbenceno = 25 mmHg Ptolueno = 15 mmHg
PTOTAL = Pbenceno + Ptolueno
PTOTAL = 25 mmHg + 15 mmHg
PTOTAL = 40 mmHg
Si calculamos el porcentaje que aporta, a la presión de vapor, cada componente tendremos
que:
Benceno: 40 mmHg ----- 100 %
15 mmHg ----- X
X = 63 %
Tolueno: 40 mmHg ----- 100 %
25 mmHg ----- X
X = 37 %
Estos resultados indican que el vapor es más rico en el componente más volátil, ya que el
benceno aporta el 63 % a la presión total (podríamos decir que el 63 % de las moléculas gaseosas son de benceno) a pesar de que la solución inicial el benceno era el componente minoritario.
Tomado de :
PV = Variación de la presión de vapor.
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