Descenso del punto de Congelamiento y Elevación del Punto de Ebullición

La temperatura a la que la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica se conoce como su punto de ebullición. Dado que la adición de un soluto no volátil reduce la presión de vapor de un solvente, una solución requiere una temperatura más alta para aumentar su presión de vapor a un punto que iguale la presión atmosférica. Por lo tanto, el punto de ebullición de una solución es mayor que el de un disolvente puro.

Estos cambios en la vaporización se pueden examinar en un rango de temperaturas y presiones utilizando un diagrama de fases. Una solución tiene una presión de vapor más baja que el disolvente puro a todas las temperaturas. Entonces, la curva de vaporización de la solución estaría por debajo de la del solvente.

A 1 atmósfera, la curva corresponde a una temperatura superior al punto de ebullición del disolvente puro. El aumento del punto de ebullición de la solución en comparación con el del disolvente puro se conoce como elevación del punto de ebullición. El punto de ebullición de una solución es una propiedad coligativa.

El aumento de temperatura, o ΔTb, es directamente proporcional a la concentración de soluto y se puede calcular multiplicando la molalidad del soluto y la constante de elevación del punto de ebullición molal. La constante de elevación del punto de ebullición tiene las unidades C grados Celsius por molalidad y es diferente para cada disolvente. Para el agua, la constante es 0, 512 C grados Celsius por molal.

Entonces, una solución acuosa de 2, 00 molal elevará el punto de ebullición del agua en 1, 02 C grados Celsius a 101, 02 C grados Celsius. La adición de un soluto no volátil también reduce el punto de congelación de la solución en comparación con el de un solvente puro. En el punto triple, las presiones de vapor de los estados sólido, líquido y gaseoso son iguales.

Debido a que un soluto no volátil reduce la presión de vapor de la solución, toda la curva de congelación, que se extiende hacia arriba desde el punto triple, se desplaza de manera que la solución se congela a una temperatura más baja. Esta disminución de la temperatura de congelación de una solución en comparación con la de un disolvente puro se conoce como depresión del punto de congelación. Al igual que el punto de ebullición, el punto de congelación de una solución también es una propiedad coligativa.

La disminución de temperatura o ΔTf es directamente proporcional a la concentración de soluto y se puede calcular multiplicando la molalidad del soluto y la constante de depresión del punto de congelación molal. La constante de depresión del punto de congelación también depende del solvente y tiene las unidades C/m. Para el agua, la constante de depresión del punto de congelación es de 1, 86 C grados Celsius por molal.

Por lo tanto, una solución de glicol 0, 5 molal reducirá el punto de congelación del agua en 0, 93 C grados Celsius a 0, 93 C grados Celsius negativos.