Descens crioscòpic

Es una altra de les propietats col·ligatives. És el descens del punt de fusió que experimenta una dissolució respecte al punt de fusió del dissolvent pur.

Per entendre açò pensa que un sòlid és des del punt de vista atòmic una estructura molt més ordenada que un líquid, ja que les partícules en un sòlid tenen només un xicotet moviment de vibració al voltant de la posició d'equilibri. Resulta molt més difícil ordenar a una dissolució, perquè hi ha partícules del solut que impedeixen aquesta ordenació que a un líquid en estat pur. Has de tindre clar que en el pas d'un líquid a un sòlid per ordenar s'entén que totes les partícules ocupen posicions fixes i tinguen un xicotet moviment de vibració al voltant de la posició d'equilibri. En els líquids el moviment de les partícules és molt major.

Si no entens aquesta explicació pensa que en 5 minuts comença un examen i t'han encomanat ordenar totes les cadires i taules d'una classe de manera que totes estiguen en la posició típica d'examen. Quant et costarà més ordenar-les: si només hi ha cadires i taules o si damunt han posat armaris pel mig?

Raoult, de manera experimental va deduir la llei que dóna el descens crioscòpic d'una dissolució, de manera que:

Per la seua part:

on T_f és la temperatura de fusió del dissolvent pur i T_fd és la temperatura de fusió de la dissolució.

k_f És la constant crioscòpica, que depén del dissolvent.

Per la seua part, m és la molalitat del solut.

La Llei de Raoult

Imagina que s'afegeix un solut no volàtil en un líquid. Aleshores com les partícules líquid xoquen contra les de solut necessitaran més energia per passar a la fase gasosa. Segons explica la teoria cinètica per passar a estat gasós les partícules d'un líquid van xocant entre elles fins que arriben a la superfície lliure del liquid i algunes escapen a estat gas.

Com ara hi ha un solut el xoc de les partícules del líquid contra el solut fa més difícil que les partícules del líquid passen a estat gas. Encara així, s'estableix un equilibri dinàmic entre les partícules de líquid i les partícules del dissolvent que passen a estat gas, però en aquest cas hi ha menys partícules que passen a estat gas i la pressió de vapor disminueix.

El químic francés Raoult va deduir i enunciar la llei que determina el que varia la pressió de vapor d'una determinada substància quan hi ha dissolt un solut. Aquesta llei diu que:

on



La fórmula diu que la variació de la pressió (la diferència entre la pressió de vapor del dissolvent pur (P₀) i la pressió de vapor del dissolvent en la dissolució (P)) és igual a la pressió de vapor del dissolvent pur multiplicada per la fracció molar del solut.

Propietats col·ligatives i pressió de vapor

Propietats col·ligatives.

Són les propietats que depenen únicament de la concentració del solut dissolt i no de la naturalesa del solut.

Definicions prèvies.

Al llarg de totes les entrades de propietats col·ligatives és interessant conéixer:

Solut volàtil: és aquell que encara que estiga dissolt s'evapora.

Solut no volàtil: és aquell que no s'evapora encara que estiga dissolt.

Pressió de vapor.

Si es posa un líquid en un recipient obert al final s'evapora totalment. S'evapora més ràpidament quan major siga la temperatura, quan la superfície de contacte del líquid amb l'aire siga major i les corrents d'aire prop del líquid també afavoreixen l'evaporació perquè arrosseguen les partícules de vapor evaporades impedint que aquestes xoquen contra el líquid i tornen a fase líquida.

Si es posa líquid en un recipient tancat poc a poc part d'aquest es transforma en vapor. Al principi només hi ha transformació de líquid en vapor, però arriba un moment en que el vapor es transforma en líquid degut al xoc de les partícules de vapor contra la superfície lliure del líquid i s'acaba establint un equilibri de manera que hi ha la mateixa quantitat de líquid transformant-se en vapor que de vapor transformant-se en líquid. En aquest moment s'arriba a l'equilibri dinàmic.

S'anomena pressió de vapor és la pressió exerceixen les partícules de gas sobre el líquid quan s'estableix l'equilibri dinàmic.

La pressió de vapor depèn de la natura del líquid i de la temperatura.

Objectiu 4 de química

L'objectiu 4 de química és el següent:

Examinar la variació de les propietats col·ligatives per a relacionar-lo amb algun procés d’interés en el nostre entorn, utilitzant el concepte de pressió osmòtica per a descriure el pas d’ions a través d’una membrana semipermeable.

Hi ha que conéixer.

- Les propietats col·ligatives.
- Algun exemple del nostre entorn que estiga relacionat amb les propietats col·ligatives.
- La pressió osmòtica.
- El pas d'ions a través d'una membrana semipermeable.
- Resoldre xicotets exercicis matemàtics relacionats amb les propietats col·ligatives.

Exercicis de dissolucions 4

En aquesta entrada tens 2 exercicis de dissolucions més resolts en vídeo. Per què no mires quin és l'enunciat, els intentes fer i després comproves si els has fet bé o no?

Exercicis de dissolucions 3

En aquesta entrada tens 3 exercicis de dissolucions més resolts en vídeo. Per què no mires quin és l'enunciat, els intentes fer i després comproves si els has fet bé o no?

La clau d'un exercici ben fet

La clau d'un exercici ben fet està en entendre l'enunciat i en fer un bon esquema. un dels exercicis proposats per a la classe del 23-10-15 era el següent:

Es desitgen preparar 50 ml de dissolució d'àcid sulfúric que siga 1,5 M. Per a això es disposa d'una dissolució del 26 % i densitat 1,19 g/ml. Quin volum d'esta dissolució cal prendre?

La clau de l'exercici és entendre que hi ha dos dissolucions, una final que és la que es vol preparar i una inicial, que és a partir de la qual es prepara. Per tant, hi ha que separar des del principi les dades de les dos dissolucions. 

Es desitgen preparar 50 ml de dissolució d'àcid sulfúric que siga 1,5 M. Per a això es disposa d'una dissolució del 26 % i densitat 1,19 g/ml. Quin volum d'esta dissolució cal prendre?

En blau està la part de l'enunciat que parla de la dissolució incial i en roig la part que parla de la dissolució final. Això s'hauria de veure reflexat quan es fa un esquema de les dades de l'enunciat.

Això no queda clar en els següents intents on pareix que només hi ha una dissolució.

Però si queda clar en el següent esquema i això facilita molt resoldre bé l'exercici

Un bon esquema significa que s'entén l'enunciat i això facilita molt fer bé els exercicis.

Per entendre millor els enunciats dels exercicis com el 90 és interessant veure aquest vídeo:

Exercicis de dissolucions 2

En aquesta entrada tens 3 exercicis de dissolucions més resolts en vídeo. Per què no els fas i després comproves si els has fet bé?

Formulació inorgànica

Ací hi ha una llista de reproducció de 12 vídeos per aprendre formulació inorgànica:

Passa l'exercici de dissolucions

L'objectiu de la classe és que tot el món sàpiga resoldre al final de les dos sessions que durarà l'activitat els exercicis 90, 91 i 92 del full d'exercicis. Per això hi haurà que treballar en parelles en primer lloc i en equip després. El professor indicarà quines parelles són l'equip A, l'equip B i l'equip C.

Equip A: ha de fer el els exercicis 90 i 91. Ha de corregir l'exercici 92.

Equip B: ha de fer el els exercicis 90 i 92. Ha de corregir l'exercici 91.

Equip C: ha de fer el els exercicis 91 i 92. Ha de corregir l'exercici 90.

El primer que han de fer els equips és fer l'exercici que han de corregir i no tindre cap dubte en aquest exercici. Per això si una parella té un dubte en com es fa l'exercici que ha de corregir li ho ha de preguntar a altres companys que tinguen el mateix exercici. Així, tots els equips A s'han d'ajudar. Només se li pot preguntar al professor quan totes les parelles que fan un exercici no saben tirar endavant.

Una vegada està solucionat el problema que hi ha que resoldre hi ha que fer els altres 2 que se li entregaran a una parella assignada pel professor per a la correcció. Per aquest efecte s'ha d'entregar l'exercici en un full explicat pas per pas. Per a que la parella que corregisca puga fer comentaris.

Quan es corregeix és molt important escriure comentaris que ajuden als altres companys a entendre on s'han equivocat.

És important entendre que el professor és l'últim recurs i només hi ha que preguntar-li quan s'han esgotat tot els altres recursos.

Exercicis de dissolucions 1

En aquesta entrada tens 3 exercicis de dissolucions resolts en vídeo. Per què no mires quin és l'enunciat, els intentes fer i després comproves si els has fet bé o no?

Preparació d'una dissolució més diluïda a partir d'una més concentrada

Per preparar una dissolució més diluïda a partir d'una més concentrada en el laboratori hi ha que fer càlculs. Molts dels exercicis de dissolucions van sobre açò. Són els càlculs que hi ha que fer per preparar una dissolució. En aquesta entrada pots veure tres vídeos. El primer analitza l'enunciat d'un exercici on has de preparar una dissolució. El segon vídeo fa l'exercici i en el tercer vídeo es pot veure com es prepara la dissolució al laboratori.

Preparació d'una dissolució en el laboratori

Per preparar una dissolució en el laboratori hi ha que fer càlculs. Molts dels exercicis de dissolucions van sobre açò. Són els càlculs que hi ha que fer per preparar una dissolució. En aquesta entrada pots veure tres vídeos. El primer analitza l'enunciat d'un exercici on has de preparar una dissolució. El segon vídeo fa l'exercici i en el tercer vídeo es pot veure com es prepara la dissolució al laboratori.

Llegint l'etiqueta d'una ampolla en el laboratori

Per fer càlculs químics és bàsic saber llegir el que diu una ampolla d'un producte químic en el laboratori. Ací tens un vídeo que analitza la informació que ens dóna un determinat producte químic.

Càlculs bàsics amb dissolucions

Segur que en l'ESO has fet molts exercicis de dissolucions. Ací tens una llista de reproducció amb 8 exercicis que ja hauries de saber fer en aquestos moments.

Orxata o suc de taronja?

T'animes a contestar la qüestió que planteja el vídeo?

Per veure si has contestat bé o no mira en l'enllaç la solució.

Maneres més habituals de donar la concentració d'una dissolució.

Segur que ja has vist dissolucions en cursos anteriors, però per recordar la terminologia bàsica de les dissolucions ací tens el vídeo següent:

La concentració d'una dissolució ens dóna la quantitat de solut que es troba dissolt en una determinada quantitat de dissolució.

En els productes que s'utilitzen en casa la manera més habitual de donar la concentració és el % en massa, el g/l o el % en volum.

En el laboratori s'utilitza més la molaritat, açò és, els mol de solut dividit entre els litres de la dissolució.

També és important la molalitat, m, que és calcula dividint els mol de solut entre els kg del dissolvent.

Objectiu 3 de química

L'objectiu 3 de química és el següent:

Elaborar els càlculs necessaris per a expressar la concentració d’una dissolució en g/l, mol/l, % en pes i % en volum i descriure el procediment de preparació en el laboratori, tant per al cas de soluts en estat sòlid com a partir d’una altra de concentració coneguda.

Què implica aquest objectiu?

• Has de saber expressar la concentració d'una dissolució en g/l, mol/l, % en massa, % en volum.
• Has de tindre clar com es prepara una dissolució en el laboratori.
• Has de saber fer tots els càlculs per a preparar una dissolució en el laboratori.
• Has de saber fer exercicis numèrics sobre dissolucions.

Fórmula molecular d'un compost

Aquesta fórmula ens indica els àtoms dels elements que apareixen en una determinada molècula i el nombre d'àtoms de l'element que apareixen en la molècula. Per exemple: la fórmula molecular de l'aigua oxigenada és H₂O₂ i això vol dir que en una molècula d'aigua oxigenada hi ha dos àtoms d'hidrogen i dos àtoms d'oxigen.

En el vídeo següent pots veure com es calcula la fórmula molecular d'un compost:

Formula empírica d'un compost

La fórmula empírica d'un compost és aquella que ens dóna la proporció més simple en que apareixen els àtoms de cada element químic en un compost. Per exemple: és ben conegut la fórmula de l'aigua oxigenada és H₂O₂. D'aquest compost la fórmula empírica és HO. Respecte al benzé (C₆H₆) la seua fórmula empírica és CH.

Ací tens un vídeo on pots veure com es calcula la fórmula empírica d'un compost.

Dubtes sobre els elements diatòmics

L'oxigen, igual que els elements gasosos excepte els gasos nobles, és diatòmic. Ara, açò fa referència a quan l'oxigen apareix com element sense combinar amb altres elements per formar compostos, no quan forma part d'un compost. Fixa't en els següents dos enunciats d'exercicis:.

1. Un recipient de 20 ml conté oxigen a 20º C i 0,80 atm. En un altre recipient de 50 ml hi ha argó a 20º C i 0,40 atm.

1. Calcula el nombre de mols dels gasos continguts en cada recipient.
   
2. Si es connecten els dos recipients obrint la clau que els uneix, sense modificar la temperatura, calcula la fracció molar de cada gas, el nombre de grams totals i la pressió total de la mescla. Masses atòmiques: Ar(O) = 16; Ar (Ar) = 40. R = 0,082 atm·l/mol·K.
   

2. En escalfar 4,1052 g de Cr en atmosfera d’oxigen en formen 6 g d’un òxid de crom. Calcula la fórmula empírica del compost.

En el primer exercici l'oxigen apareix com un element i és diatòmic (O2). En el segon exercici l'oxigen apareix com a un dels elements que forma un compost que serà del tipus CrxOy i no té cap sentit considerar-lo diatòmic quan es fan càlculs perquè no apareix com element en la natura.