Introducción

Las propiedades coligativas son el conjunto de propiedades físicas de las soluciones líquidas que dependen, exclusivamente, del efecto ocasionado por el número de partículas del soluto no volátil presente sobre las propiedades originales del disolvente líquido, independiente de la naturaleza y/o tamaño de la partícula (átomo, ión o molécula). Es decir, las propiedades coligativas de las disoluciones líquidas preparadas con igual concentración de solutos similares en el mismo disolvente presentarán el mismo valor.

La adición de un soluto no volátil a un disolvente líquido para formar una solución líquida provocará la modificación de algunas de las propiedades originales del disolvente, específicamente aquellas que dependen de la presión de vapor y se observan en el diagrama de fases P-T del disolvente original.

Disminución de la Presión de Vapor

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil, debido a dos factores:

1. La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre

2. La aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.

La presión de vapor de una sustancia en una disolución es proporcional a su fracción molar (Ley de Raoult). Esta ley se cumple sólo en disoluciones ideales, por lo que en las disoluciones reales se producen desviaciones importantes de dicha ley.

Elevación del Punto de Ebullición

La presencia de un soluto no volátil provoca un incremento en la temperatura de ebullición para la solución líquida, con respecto al valor original del disolvente. La magnitud de dicho incremento es directamente proporcional a la concentración (molalidad) del soluto.ΔTe = Ke m ; Ke= constante ebulloscópica

Disminución del Punto de Congelación

La adición de un soluto no volátil provoca una disminución en la temperatura de congelación de la solución, con respecto al valor original del disolvente; la magnitud de la disminución es directamente proporcional a la concentración (molalidad) del soluto.

 ΔTc = Kc m ; Kc= constante crioscópica

Cuando tenemos solutos iónicos la situación varía. Los solutos iónicos se disocian en iones. Teniendo en cuenta que las propiedades coligativas dependen del número de partículas de soluto, un soluto iónico generara varias partículas y se incrementará el efecto coligativo de manera proporcional. Las fórmulas en estos casos son las mismas nada más que agregamos el factor “i” (llamado factor de Van’t Hoff). La fórmula sería ΔTe = K .m. i. El valor de i para el agua es 2.

Sin embargo, Van’t Hoff dedujo que el punto de congelación experimental era menor que el teórico, debido a una disociación parcial (electrolitos débiles) o asociaciones parciales de iones (electrolitos fuertes).

Para finalizar, resulta interesante realizar un análisis de las posibles aplicaciones de las propiedades estudiadas, en especial el descenso del punto de congelación. Destacamos las siguientes:

-Aplicaciones científicas, para determinar la concentración del soluto en un producto y con ello la pureza del mismo, utilizada en la industria agropecuaria para detectar alteraciones de la leche.

-Aplicaciones analíticas para el descenso crioscópico de los líquidos corporales (sangre, orina, lágrimas, etc.). Pudiendo determinarse enfermedades como diabetes, patologías del riñón entre otras.

-Anticongelantes, se añaden sustancias al agua para conseguir disminuir la temperatura de congelación y evitar que esta se congele. Entre ellas, la sal para eliminar las placas de hielo de las carreteras, o el etilenglicol para que el motor de  los vehículos no se caliente en exceso.

De hecho, es conveniente destacar la existencia de anticongelantes en la propia naturaleza:

-El agua marina consigue que en los océanos Ártico y Antártico, el agua que está por debajo de la capa de hielo exterior, se encuentre en estado líquido por debajo de los 0ºC.

-Algunos animales evitan la congelación usando anticongelantes fisiológicos, que incorporan a sus líquidos corporales durante las estaciones frías, como insectos, la Rana sylvatica o númerosas especies del Oceano Antártico del género Notothenioidea que sintetizan un tipo de proteínas con características anticongelantes.