Le proprietà colligative delle soluzioni: innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico
Le proprietà colligative delle soluzioni svolgono un ruolo fondamentale in chimica, influenzando le caratteristiche fisiche di una soluzione grazie alla presenza di soluti. Due esempi di proprietà colligative sono l’innalzamento ebullioscopico e l’abbassamento crioscopico, che sono direttamente correlati alla temperatura di ebollizione e di congelamento di una soluzione, rispettivamente. Questi concetti sono di importanza cruciale in molteplici contesti, da determinare il peso molecolare di una sostanza sconosciuta ai calcoli delle concentrazioni delle soluzioni.
L’innalzamento ebullioscopico è direttamente proporzionale alla molalità della soluzione e alla costante ebullioscopica del solvente, comportando un aumento della temperatura di ebollizione rispetto al solvente puro. Diversamente, l’abbassamento crioscopico è l’opposto dell’innalzamento ebullioscopico, indicando una diminuzione della temperatura di congelamento rispetto al solvente puro. Entrambe le proprietà dipendono dalla concentrazione dei soluti nella soluzione.
In aggiunta, un altro concetto cruciale associato alle proprietà colligative è la pressione osmotica, la quale rappresenta la pressione esercitata attraverso una membrana semipermeabile da un solvente puro per impedire il passaggio delle molecole del soluto. Questa pressione specifica dipende, anch’essa, dalla concentrazione dei soluti nella soluzione e dalla temperatura.
Per comprendere appieno queste proprietà, verranno esaminati tre esercizi differenti che coinvolgono le proprietà colligative: l’innalzamento ebullioscopico, l’abbassamento crioscopico e la pressione osmotica.
Esercizio 1: Calcolo dell’innalzamento ebullioscopico
Supponiamo di dover calcolare la temperatura di ebollizione di una soluzione ottenuta dalla dissoluzione di 4.26 g di glucosio (C6H12O6) in 87.9 g di acqua. La costante ebullioscopica per l’acqua è 0.512.
Iniziamo calcolando le moli di glucosio dividendo la massa del soluto per il suo peso molecolare, successivamente calcoleremo la molalità della soluzione e applicheremo la formula dell’innalzamento ebullioscopico.
Esercizio 2: Calcolo dell’abbassamento crioscopico
Ora, concentriamoci sul calcolo della temperatura di solidificazione di una soluzione contenente 5.84 g di NaCl in 500 g di acqua, con una costante crioscopica per l’acqua di 1.86. Applicheremo la formula dell’abbassamento crioscopico per determinare la variazione di temperatura e ottenere la temperatura di solidificazione della soluzione.
Esercizio 3: Calcolo della pressione osmotica
Infine, esamineremo il calcolo della pressione osmotica in una soluzione contenente 10.34 g di CaCl2 in 800 mL di soluzione a 25 °C. Applicheremo l’equazione della pressione osmotica per calcolare la pressione esercitata.
In conclusione, questi esercizi offrono un’illustrazione dei metodi per calcolare le proprietà colligative delle soluzioni, come l’innalzamento ebullioscopico, l’abbassamento crioscopico e la pressione osmotica. Questi concetti rappresentano un pilastro fondamentale per la comprensione del comportamento delle soluzioni in chimica.