Colligative


 

Esercizi sulle PROPRIETA' COLLIGATIVE

Non vorrei “tediarvi” con spiegazioni teoriche, ma soltanto farvi notare dal grafico, come la presenza di un soluto, faccia abbassare la tensione di vapore, abbassare la temperatura di inizio gelo, innalzare la temperatura di inizio ebollizione di una soluzione, rispetto al solvente puro.

Ciò accade xkè in tutte e 4 le proprietà colligative delle soluzioni, inclusa la pressione osmotica, il soluto (presupposto non volatile, ovvero non evapora, non bolle, non gela, non passa attraverso i pori di una membrana semipermeabile, insomma non fa nulla...!), interponendosi tra le molecole di solvente, rappresenta un “ostacolo” per il lavoro che deve invece effettuare il povero solvente: l'evaporazione, l'ebollizione, il congelamento e il passaggio attraverso i pori di una membrana semipermeabile.

Della serie, in una soluzione, ai fini delle proprietà colligative, lavora solo il solvente, mentre il soluto è “lo sfaticato”, nonké il "disturbatore" della soluzione!

 

Ad es. nel caso della tensione vapore (vedi!): se abbiamo un recipiente chiuso, contenente una soluzione, a cui somministriamo calore.., le molecole di solvente saranno ostacolate nella loro evaporazione, dalle particelle di soluto, tra di esse interposte, per cui ci ritroveremo un < n° particelle solvente allo stato vapore, le quali eserciteranno una

< tensione di vapore sulla soluzione, xciò: abbassamento della tensione di vapore di una soluzione, rispetto alla tensione di vapore del solvente puro! 


 

 


 

Esercizi da me ideati & svolti: 


Esercizio su Proprietà colligativa e alogeno incognito X:

 

Una soluzione al 5 % in peso di CaX(ove X è un alogeno),

inizia a congelare a – 1,47 °C.

Kcr H2O = 1,86.

Qual è l'alogeno?

(Considerare i seguenti pesi atomici:

Fluoro 19   Cloro 35,4   Bromo 80   Iodio 127).

 

 

Parti dalla formula della proprietà colligativa, ovvero l'abbassamento

crioscopico:  ΔTcr = Kcr  m  γ

(ove γ = 3, dato che ogni formula di CaX2 si dissocia in 3 ioni, secondo la reazione:

1CaX2 → 1Ca2+ 2Cl)

Sostituendo:

1,47 = 1,86  m  3

{il ΔTcr rappresenta semplicemente l'intervallo che intercorre:

tra la T°crH2O pura (0°C) e la Tcrsoluzione (-1,47°C), cioè ΔTcr = 0 - (-1,47°C) = +1,47°C,

della serie: basta togliere il segno - !}

da cui trovi m = 0,263 molale, cioè 0,263 molisoluto in 1 Kgsolvente .

 

Ora hai una soluzione al 5 % in peso di CaX2

cioè 5 g di CaX2 soluto in 100g soluzione, ovvero in (100-5gsoluto=)95 gsolvente.

 

Devi trovare il PM di CaX2 , ma NON puoi fare 5g / 0,263 n perché stanno in 2 contesti ≠!, uno più grande (1 Kgsolvente), e uno più piccolo (95 gsolvente)!

Quindi devi trovare il n° moli di CaX2 soluto nel contesto più piccolo (95 gsolvente):

con la formula inversa della molalità:

n soluto = 0,263m  0,095Kg solvente = 0,025 n

Solo adesso puoi fare 5g CaX2 soluto / 0,025 n CaX2 soluto = PMCaX2 = 200 u.m.a.

 

Per “zummare” sul peso atomico dell'alogeno X, sottrai il P.A. del Ca (40):

200 - 40 = 160 / 2 ( dato che sono 2 X in ogni formula CaX80 peso atomico dell'alogeno X => è il bromo, quindi il sale era CaBr!

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tensione di vapore di una soluzione

e passaggio frazione molare → % in peso:

 

 

Una soluzione acquosa di glucosio C6H120(PM 180), presenta,

 

alla temperatura di 40°C, una tensione di vapore pari a 51,27 mmHg.

 

La tensione di vapore dell'acqua pura, sempre a 40°C, vale 55,13 mmHg.

Calcolare la % in peso di tale soluzione di glucosio.

 

Dalla legge di Raoult: p = p0  χ solvente

[ ove p è la tensione di vapore della soluzione,

p0 tensione di vapore del solvente (acqua pura),

χ solvente la frazione molare del solvente ]

sostituendo, hai:

51,27 = 55,13  χ solvente

 

e trovi χ solvente = 0,93

 

Ora dobbiamo fare il passaggio:

                              frazione molare → % in peso

 

hai χ solvente 0,93

e chiaramente χ soluto = 1- 0,93 = 0,07

e ciascuna frazione molare, è un mero rapporto tra n°moli...

 

La % in peso (che devi ottenere) =     grammi soluto      100

                                             grammi soluzione

 

Se proviamo a fare il rapporto tra χsoluto χsolvente ... vediamo:

 

 

%peso           0,07χsoluto (nsoluto / ntotali)PMsoluto180=12,6gsoluto                 

             0,93χsolvente (nsolvente/ntotali PMsolventeH218=16,74gsolvente+12,6gsoluto

 

x 100 = 42,9 % in peso!

 

{Per verificare la giustezza dei calcoli, proviamo a fare il passaggio contrario:

 

                                 % in peso → frazione molare

 

42,9 % in peso vuol dire 42,9gsoluto in 100gsoluzione.

Ovvero 42,9 gsoluto in (100gsoluzione – 42,9gsoluto=) 57,1gsolvente.

 

E da qui è facile ricavare le frazioni molari:

 

nsoluto =   42,9 gsoluto / PM 180 = 0,238n

 

nsolvente =57,1gsolvente / PMH2O18 = 3,17n

 

χ soluto                 0,238n soluto                  0,07 ok!}

                0,238n soluto + 3,17n solvente

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