Propiedades coligativas

[cogujada]

Hola buenas, en primer lugar no sé si "Termodinámica y Física estadística" es el bloque adecuado para este hilo. He dudado entre esto y química analítica, pero bueno, lo pongo aquí (debido a que voy a tratar el aumento ebulloscópico y el descenso crioscópico, que tienen que ver con la termodinámica y la presión osmótica, que también se podría poner en mecánica de fluidos, pero en fin).
La duda me viene porque es que no entiendo la fórmula que se utiliza.

• Descenso crioscópico y aumento ebulloscópico: La fórmula es la siguiente

ΔT = -i · k_f/eb · m

Donde k_f/eb es la constante ebulloscópica o crioscópica
m es la molalidad
i es el factor de van't Hoff

Es en el factor este donde me encuentro los problemas. Se puede calcular como el cociente entre la temperatura medida y la temperatura esperada (experimental / teórica) o también como el número de iones que se disocian (en el caso de disociarse NaCl, i = 2). Hasta aquí creo que no me equivoco. Pero el problema me aparece porque no sé con qué método calcular i. Porque claro, imaginemos el siguiente problema que me invento:
Sobre 1 kg de agua, se añade una cantidad de NaCl desconocida, tal que la temperatura de fusión baja a -10°C. Halle, sabiendo que la constante crioscópica del agua es 1.86, la cantidad de cloruro de sodio que se ha añadido

Pues es relativamente sencillo ya que: 0-10 = -i · 1.86 · n/1
Pero, ¿cómo calculo i? El método del cociente de temperaturas no me vale, porque 10/0.... Entonces, en este caso utilizaría lo de los iones que se disocian (2).

Pero, ahora supongamos que:
Sobre 1 kg de agua, se añade una cantidad de un compuesto iónico que se desconoce, tal que la temperatura de fusión baja a -10°C. Halle, sabiendo que la constante crioscópica del agua es 1.86, la cantidad de sal que se ha añadido

Pues ahora tendría un problema gordo, ¿no? Porque no conozco los iones que se disocian, por lo que no puedo hallar i. Pero claro, tampoco puedo hacer el cociente de temperaturas, ¿qué haría en esta situación?

Vayamos ahora a otra situación.
Sobre 0.5 kg de benceno se disuelve una cantidad desconocida de NaCl, tal que la temperatura de fusión baja 5.48°C a 4.12°C. Calcule, sabiendo que la constante crioscópica del benceno es 5.12, la cantidad de cloruro de sodio que se ha añadido.

Bueno, primero repetir que este ejercicio es inventado lo único real es la constante crioscópica del benceno. Pero bueno, en este caso (suponiendo que fuese un ejercicio real, con sus datos bien puestos, etcétera), ¿podría calcular i con el cociente de temperaturas y calcularlo con los iones disociados? Es decir, ¿se puede usar cualquiera de los dos métodos?

Vale, y ahora llega el otro problema. Este ejercicio NO es inventado:

Una muestra de 1,20 gramos de un compuesto covalente desconocido se disuelve en 50,0 gramos de benceno. La disolución se congela a 4,92 ºC. Calcule la masa molar (M) del compuesto.
Datos: El punto de congelación del benceno puro es de 5.48 ºC y K_f = 5.12 ºC/m.

Bueno, pues aquí lo que ocurre es que la profesora lo corrige (subió la corrección sin más y ya me da vergüenza preguntarla más dudas, porque ya es como la cuarta vez, y no es lo mismo presencialmente que a través del correo, que quedo como un pesado) y lo hace así:

ΔT = k_f · m

Es decir, se come el factor de v. Hoff, y no sé por qué. ¿Es porque el factor de v. Hoff se utiliza solo cuando el soluto es iónico (o sea, cuando hay iones que se disocian? O me lo he inventado yo. Es que no lo sé. No sé cuándo hay que ponerlo y cuándo no.

En definitiva, mi duda aquí se puede resumir a: ¿cómo se puede calcular el factor de van't Hoff (es indistinto calcularlo con el cociente de temperaturas o con los iones disociados, o se utiliza uno método en unas ocasiones y otro en otras? Luego, ¿cuándo (en qué situaciones) se introduce el factor de van't Hoff? Y por último, la duda concreta sobre el soluto que no conocemos su fórmula (pero sabemos que es iónico)

• Presión osmótica: la duda es súper parecida. Sabiendo que al fórmula para obtener la presión osmótica es:

Π = i · C · R · T

Sabiendo que i es el factor de van't Hoff
C la concentración
R la constante de los gases ideales
T la temperatura absoluta

De nuevo el problema viene con el factor de van't Hoff. Aquí tengo dos dudas:

• ¿Cómo se calcula?
• ¿Se introduce siempre?

Lo siento por la chapa, y, gracias por tanto, perdón por tan poco.

[Richard R Richard]

Pero, ¿cómo calculo i? El método del cociente de temperaturas no me vale, porque 10/0....

Que tal si usas la escala Kelvin.

Entonces, en este caso utilizaría lo de los iones que se disocian (2).

Pero, ahora supongamos que:
Sobre 1 kg de agua, se añade una cantidad de un compuesto iónico que se desconoce, tal que la temperatura de fusión baja a -10°C. Halle, sabiendo que la constante crioscópica del agua es 1.86, la cantidad de sal que se ha añadido

Pues ahora tendría un problema gordo, ¿no? Porque no conozco los iones que se disocian, por lo que no puedo hallar i. Pero claro, tampoco puedo hacer el cociente de temperaturas, ¿qué haría en esta situación?

El cloruro de sodio se disocia totalmente al disolverse, revisa como calculas i aquí https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_van%27t_Hoff

Una muestra de 1,20 gramos de un compuesto covalente desconocido se disuelve en 50,0 gramos de benceno. La disolución se congela a 4,92 ºC. Calcule la masa molar (M) del compuesto.
Datos: El punto de congelación del benceno puro es de 5.48 ºC y K_f = 5.12 ºC/m.

Bueno, pues aquí lo que ocurre es que la profesora lo corrige (subió la corrección sin más y ya me da vergüenza preguntarla más dudas, porque ya es como la cuarta vez, y no es lo mismo presencialmente que a través del correo, que quedo como un pesado) y lo hace así:

ΔT = k_f · m

Es decir, se come el factor de v. Hoff, y no sé por qué. ¿Es porque el factor de v. Hoff se utiliza solo cuando el soluto es iónico (o sea, cuando hay iones que se disocian? O me lo he inventado yo. Es que no lo sé. No sé cuándo hay que ponerlo y cuándo no.

Los compuestos covalentes se ionizan? cuanto vale i cuando el numero de iones es 0? o decir que es lo mismo que el grado de disociación $\alpha$ sea 0, no es acaso $i=1$ , bueno no lo escribe pues multiplicar por 1 no altera el resultado...


Trata de hacer una pregunta por vez e ir repreguntando si quedan dudas, todo junto queda desprolijo e incomodo de contestar.

[JCB]

Hola a tod@s.

Por lo que he leído (https://es.wikipedia.org/wiki/Descenso_criosc%C3%B3pico) y como ya dice Richard, hay que distinguir entre electrolitos y no electrolitos. Es decir, para solutos que se disocian (electrolitos), la ley de Raoult, $\Delta T_c=k_cm$, no describe bien el comportamiento real. Para corregir esta desviación, se introdujo el factor de van’t Hoff, quedando la expresión anterior como $\Delta T_c=ik_cm$.

Luego, en solutos no electrolitos, como un compuesto covalente, la ley de Raoult es una buena aproximación, y por este motivo la utiliza tu profesora.

Saludos cordiales,
JCB.