FRACCION MOLAR

La fracción molar es una unidad química para expresar la concentración de soluto en una disolución. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Para calcular la fracción molar de una mezcla homogénea, se emplea la siguiente expresión:

Donde ni es el número de moles del soluto, y nt el número total de moles en toda la disolución (tanto de solutos como de disolvente).
Como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión; cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la fracción molar no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión.
Además cabe notar que en los gases ideales la variación del volumen será proporcional para cada uno de los solutos, y por lo tanto también para la solución. De esta manera hay una relación directa entre las fracciones molares y los volúmenes parciales.

LEY DE RAOULT

El químico francés François Marie Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución.

Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual: la presión parcial de un disolvente sobre una disolución P1 está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución X1.

P_1 = X_1  P^o_1

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar. En una solución que sólo contenga soluto, se tiene que:

X1=1-X2

donde X2 es la fracción molar del soluto, pudiendo escribir la formulación de la ley como:

P_1 = \left( 1- X_2\right)  P^o_1
P^o_1 - P_1 = \Delta P = X_2  P^o_1

Se puede ver de esta forma que una disminución en la presión de vapor, ΔP es directamente proporcional a la concentración del soluto presente

Una vez que los componentes de la solución han alcanzado el equilibrio químico, la presión total del vapor es:

\ P_{solucion}= (P_{1})_{puro} X_1 + (P_{2})_{puro} X_2 +\cdots

y la presión individual de los componentes gaseosos es

\ P_{i}=(P_{i})_{puro} X_i

donde

  • (Pi)puro es la presión de vapor del componente puro, de donde también es válida para la Presión total.
  • Xi es la fracción molar del componente en solución

Consecuentemente a medida que el número de componentes gaseosos va creciendo en la solución, la presión de los componentes individuales decrece, así como la fracción molar de cada uno de ellos que va decreciendo igualmente con la adición de nuevos componentes. Si se tuviera un soluto puro, se alcanzaría el valor nulo de presión de vapor (es decir el cuerpo no se evaporaría). En este caso la presión de vapor de la disolución sería igual a la suma de las presiones parciales de cada componente (Ley de Dalton).

La materia cuenta con dos tipos de propiedades principales:

Extensivas: Dependen de la cantidad de materia que contienen ese cuerpo. Las dos más importantes son la masa y el volumen

Intensivas: No dependen de la cantidad de materia. Estas propiedades alcanzan el mismo valor en todos los puntos (si el cuerpo es homogéneo). La temperatura, la densidad, la solubilidad, los puntos de fusión y ebullición, la presión osmótica, la conductividad eléctrica o el calor específico son ejemplos de este tipo.

 

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