In breve: le proprietà colligative dipendono solo dal numero di particelle di soluto, non dalla loro natura: abbassamento crioscopico, innalzamento ebullioscopico, abbassamento della tensione di vapore e pressione osmotica. Concentrazione in molarità o molalità.
Le soluzioni sono il terreno comune di quasi tutta la chimica del semestre, incluso il calcolo del pH visto in acidi, basi e pH. Rientra nel programma di Chimica del semestre filtro.
Molarità e molalità
Per lavorare con le soluzioni serve esprimere la concentrazione. La molarità (M) è moli di soluto per litro di soluzione; la molalità (m) è moli di soluto per chilogrammo di solvente. La differenza è importante: la molarità dipende dalla temperatura (il volume varia col calore), la molalità no, perché si fonda sulla massa. Per le proprietà colligative si usa spesso la molalità.
Le proprietà colligative
Le proprietà colligative dipendono unicamente dal numero di particelle disciolte. Aggiungere soluto a un solvente ne abbassa la tensione di vapore, ne innalza la temperatura di ebollizione e ne abbassa la temperatura di congelamento (abbassamento crioscopico). Per gli elettroliti conta il fattore di van't Hoff (i), cioè il numero di ioni prodotti dalla dissociazione: NaCl conta come due particelle.
| Proprietà | Effetto del soluto |
|---|---|
| Tensione di vapore | diminuisce |
| Temperatura di ebollizione | aumenta (innalzamento ebullioscopico) |
| Temperatura di congelamento | diminuisce (abbassamento crioscopico) |
| Pressione osmotica | aumenta con le particelle disciolte |
Osmosi e pressione osmotica
L'osmosi è il passaggio di solvente attraverso una membrana semipermeabile, dal lato meno concentrato a quello più concentrato, per eguagliare le concentrazioni. La pressione osmotica è la pressione necessaria a fermare questo flusso; cresce con la concentrazione delle particelle. È un concetto ponte con la biologia: la membrana cellulare regola gli scambi d'acqua proprio per osmosi (soluzioni ipertoniche, ipotoniche, isotoniche).
Domande frequenti
Cosa sono le proprietà colligative?
Sono proprietà di una soluzione che dipendono solo dal numero di particelle di soluto disciolte, non dalla loro natura chimica. Comprendono l'abbassamento della tensione di vapore, l'innalzamento ebullioscopico, l'abbassamento crioscopico e la pressione osmotica.
Che differenza c'è tra molarità e molalità?
La molarità (M) è il numero di moli di soluto per litro di soluzione; la molalità (m) è il numero di moli di soluto per chilogrammo di solvente. La molalità non dipende dalla temperatura perché si basa sulla massa, non sul volume.
Cos'è l'osmosi?
È il passaggio spontaneo di solvente attraverso una membrana semipermeabile, dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata. Tende a eguagliare le concentrazioni ai due lati della membrana.
Cos'è la pressione osmotica?
È la pressione che occorre applicare a una soluzione per impedire il flusso osmotico di solvente verso di essa. Cresce con la concentrazione delle particelle di soluto ed è descritta dalla relazione di van't Hoff.
Cos'è l'abbassamento crioscopico?
È la diminuzione della temperatura di congelamento di un solvente quando vi si scioglie un soluto. È il motivo per cui l'acqua salata congela a temperatura più bassa dell'acqua pura, ed è una proprietà colligativa.
Perché il fattore di van't Hoff conta?
Perché le proprietà colligative dipendono dal numero effettivo di particelle. Un elettrolita che si dissocia (come NaCl in Na⁺ e Cl⁻) produce più particelle di un non elettrolita: il fattore i corregge questo effetto.