El Número de Avogadro

Propiedades Coligativas

Ayer vi una noticia sobre la inauguración de la Terminal 4 de Barajas. Parece que todo el mundo habla de ello. Hasta parecía que los aviones se preparaban para la ocasión. En una de las imágenes se veía como un operador estaba tirando agua a uno de ellos. ¿Estaría poniéndolo elegante para el estreno? Nada más lejos de la realidad. Estaban aprovechando unas curiosas propiedades de las disoluciones. Las propiedades coligativas.

Pero vayamos por partes, ¿qué son las propiedades coligativas? Son propiedades que dependen únicamente de la concentración del soluto y no de su naturaleza, esto es, da igual el tipo de soluto que hayamos introducido en la disolución, solo nos importa la cantidad disuelta del mismo.

Las 4 propiedades coligativas son las siguientes:


Disminución de la presión de vapor

Un soluto hace que la presión de vapor de la disolución sea más baja, es decir, que menos moléculas se evaporen a la fase gas.


Descenso crioscópico y aumento ebulloscópico

Estas propiedades están íntimamente relacionadas con la anterior. El soluto hace que el punto de congelación de la disolución disminuya y que el punto de ebullición de la misma aumente. Así, por ejemplo, agua con sal congelará a una temperatura menor a los 0º C y entrará en ebullición a una temperatura mayor a los 100º C.

En un diagrama de fases esto se representa así: las líneas se desplazan ligeramente. En la imagen las líneas rojas corresponden al disolvente puro y las verdes al disolvente con soluto. Se ve claramente que para pasar a estado sólido se requiere una temperatura menor en el caso de la del disolvente con soluto. Lo contrario sucede para pasar a estado gas. Requerimos una temperatura mayor que la del disolvente original.

¿Cuales son las aplicaciones de esto?

Ahora ya sabemos porque cuando nieva pasan camiones tirando sal (NaCl) en las carreteras. Al bajar el punto de congelación hacemos que el hielo se funda aunque la temperatura ambiente sea menor a 0º C. De hecho, con NaCl podemos llegar a hacer que el agua congele a -21 ºC.

El ejemplo del principio de la anotación es otro caso. Los aviones al volar a esas alturas acumulan hielo en sus alas. El propilenglicol (CH₃CHOHCH₂OH) diluido en agua, a alta temperatura y presión, ayuda a quitar el hielo de las mismas. Un hermano pequeño del mismo, el etilenglicol (CH₂OHCH₂OH), es el que se usa mezclado con agua como anticongelante en los coches.


Presión Osmótica

Esta es quizá la más curiosa de las cuatro. Si tenemos dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable (que deja pasar el agua pero no el disolvente) y una de ellas tiene una mayor concentración de soluto, pasará agua de la más diluida a la más concentrada (estrictamente se dice que se igualan los potenciales químicos, aunque éste es un término que requeriría bastante más tiempo de explicar). Entre ellas se generará una diferencia de presión. Es la llamada presión osmótica.

Si aplicamos una presión mayor que la presión osmótica en el compartimento más concentrado conseguiremos que el agua pase de la parte con soluto a la parte sin él. Este fenómeno es conocido como ósmosis inversa. Así, si tenemos agua con sal y aplicamos una presión alta, pasará del agua con sal al agua pura. Y ahí lo tenemos, la desalinización del agua del mar y su reconversión a agua para uso urbano.

Todas ellas además tienen un práctico uso en el laboratorio: se pueden usar para determinar la masa molecular de distintos compuestos (en general para polímeros y proteínas).

Nota: He obviado poner las fórmulas de estos fenómenos. Si alguien está interesado que me lo comente y lo explicaré todo con más profundidad.

Referencias

Dirección para referencias

1. Explica para el público en general qué son las propiedades coligativas, en qué consisten y qué aplicaciones prácticas tienen en la vida diaria.

   Referencia de meneame.net hace 2 años y 32 meses

Comentarios

1. Estupenda entrada. Muy sistemática y clarita. ¡Gracias!

   Comentario de Remo hace 2 años y 32 meses

2. Muy interesante y claro, como siempre. La propiedad con la que estoy más "al día" es, sin duda, con la ósmosis. Su importancia biológica es fundamental, y da lugar a sucesos curiosos que uno no pensaría que ocurren. También es la base de algunos tratamientos. Tu blog es de química y no quiero meter la biología sin permiso, pero no puedo resistirme a dejar alguna pregunta en el aire: ¿Por qué el suero de los goteros que se usa para aumentar el volumen de la sangre es agua con NaCl al 0,9%? ¿No sería más barato poner agua destilada?
   

   Comentario de ocularis hace 2 años y 32 meses

3. La verdad es que de biología no sé nada (y menos de biología humana). Y al no saber no contestaría debido a mi ignorancia. Pero como sé que tú sabes la respuesta y que me puedes corregir, me voy a arriesgar. :).
   
   Creo que tiene relación con la propiedad de la ósmosis. Las células tienen en su interior cierta concentración de iones Na⁺ necesarios entre otras cosas para proveerse de energía mediante la bomba de sodio-potasio (ay la bioquímica del año pasado). Si introdujéramos agua destilada, al ser la concentración mucho menor en la sangre que en las células, el agua pasaría del medio a ellas produciendo un hinchamiento (turgencia) y pudiendo llegar a romperse (¿se llamaba citolisis?).
   
   ¿Tengo la aprobación del médico? :).

   Comentario de Gauss hace 2 años y 32 meses

4. Un 10 para Gauss xD
   Lo has descrito perfectamente. Las células más numerosas de la sangre son los glóbulos rojos, eritrocitos o hematíes. El sodio es catión más importante del medio externo, y teniendo en cuenta todos los electrolitos de la sangre mantienen una osmolaridad en torno a 300 miliosmoles, si no recuerdo mal. Las células sanguíneas, y en general casi todas las células del cuerpo humano tienen una cifra parecida. Por cierto que tenemos unos receptores de presión osmótica, y si ésta sube, se genera la sensación de sed. Pero bueno, que me desvío del tema.
   Si metemos agua destilada en la sangre, baja súbitamente la osmolaridad, los hematíes se hinchan como pelotas hasta que su membrana no aguanta más, y ¡boumb!. Se produce la citólisis de los hematíes, que se llama hemólisis. Esto origina una anemia aguda, y en pocos días el paciente (si sobrevive) se queda amarillo. El color amarillo también ocurre por un fenómeno químico, aunque ya es química orgánica: el tetrapirrol cerrado que encierra el hierro, y que se llama "grupo hemo", no sé por qué causa, produce el color rojo de la sangre. Cuando un hematíe se degrada, sus restos son retirados, y se desmontan en "piezas". La hemoglobina, la proteína que contiene el grupo hemo, también se cataboliza. El grupo hemo va sufriendo cambios químicos, y este tetrapirrol va adquiriendo distintos nombres: bilirrubina, biliverdina, etc. Estos compuestos cambian el color rojo al amarillo, al verde, etc. No sé exactamente porqué, y la verdad es que es una duda que siempre he tenido . ¿Para cuando unos artículos de química orgánica xD?
   Por último un apunte de oftalmología: existe una enfermedad llamada "edema corneal" en la que existe un acúmulo de agua en el tejido corneal. El tratamiento consiste en un colirio de agua con NaCl al 30%. Esta solución hipertónica "saca" el agua del tejido, y se resuelve el problema.
   

   Comentario de ocularis hace 2 años y 32 meses

5. Ah, se me olvidaba. No estaría mal que nos propusieras alguna "adivinanza" científica en algún artículo. Nos das unas nociones básicas del asunto, y propones la pregunta, por ejemplo, el posible resultado de un experimento. Nosotros nos exprimimos las neuronas, nos equivocamos en los comentarios, y después nos das la solución. Personalmente, cuando he dado vueltas a las cosas, se me quedan mejor que cuando me dan la solución en seguida.
   Sólo una sugerencia :)
   

   Comentario de ocularis hace 2 años y 32 meses

6. Joder Ocularis!!! Tenias que hablar! Precisamente tengo una anotación ya escrita desde hace dos días que publicaré el viernes que es precisamente eso. Yo suelto una pregunta para que contesten. De hecho va a ser la primera anotación de una sección: El Reto de Avogadro. Ntsch! Tenias que hablar... :D.
   
   Jajaja! No pasa nada! :). Será parecido a lo que has dicho solo que sin dar las nociones básicas. Primero pregunta y luego si nadie sabe iré dando pistas. :).
   
   Sobre lo de la Química Orgánica ya tengo pensados algunos artículos. El primero que quería escribir era sobre la quiralidad. Pero vamos, si tengo una lista de NotePad con unos 30-40 artículos sobre los que escribir (+ las noticias que voy pillando por ahí) así que poco a poco.
   
   Lo del color no es cosa de la Química Orgánica. En realidad está intimamente relacionado con los electrones de los átomos (mira, ya me has dado otra idea para otra anotación; te perdono lo de antes :P; ya van 41). Bueno, así a grosso modo cuando, en este caso, la hemoglobina recibe luz (energía al fin y al cabo) los electrones absorben parte de ella para pasar a un estado excitado. Si creo recordar bien, lo que hacen es absorber el color complementario al que se ve permitiéndonos ver el que no absorben.

   Comentario de Gauss hace 2 años y 32 meses

7. PS: ¿Y porqué vemos unas cosas de un color y otras de otro? Dependerá, claro está, de qué rango de la luz visible absorba el electrón y esto depende de la diferencia de energía de los orbitales en la molécula.

   Comentario de Gauss hace 2 años y 32 meses

8. A ver que me entere: hablas concretamente del átomo de hierro, ¿no?. ¿Depende de su estado, ferroso o férrico?. Me parece un tema muy interesante el de la absorción de la luz, aunque intuyo que debe ser complejo. En el caso concreto, cuando el hierro crea un enlace con la molécula de oxígeno, cambia de color, por eso la sangre con oxígeno es de color algo diferente de la que no lo tiene. Interesante, aunque para mí es un misterio. Creo que en bioquímica de 1º de carrera me explicaron algo del tema, pero no me explicaron el tema del color.
   
   
   

   Comentario de ocularis hace 2 años y 32 meses

9. jeje, le preguntas a un físico o a un químico por qué vemos los colores como los vemos y te dirá una explicación en base a la absorción de la luz.
   
   Se lo preguntas a un biólogo o a un médico y te dirá una explicación en base a los conos del ojo.
   
   Al fin y al cabo es un sentido "subjetivo" en base a un principio objetivo como es la absorción de la luz. Lo ideal sería mezclar ambas explicaciones.

   Comentario de Shora hace 2 años y 32 meses

10. ocularis: En realidad es más que el estado de oxidación del ión. Depende también de la molécula en cuestión. Por ejemplo, tu Fe³⁺ tiene el color ese característico que tú dices, mientras que una molécula que también contiene Fe³⁺ como es el Fe₄[Fe(CN)₆]₃ es de color azul. La verdad es que no sé porqué es así exactamente. En cuarto lo daré :D. Pero ya me iré informando... :).
    
    Shora: En eso tienes razón. Aunque realmente la diferencia está en que nosotros vemos los colores en base a los conos, pero todo tiene su origen en la longitud de onda de la luz emitida. Aunque claro, como tú dices cada uno tira para su casa.

    Comentario de Gauss hace 2 años y 32 meses

11. esta informacion no está completa te falta la numero 4
    

    Comentario de javier do carmo hace 2 años y 31 meses

12. Porfa me puedes explicar los demas usos en la vida diaria de las propiedades coligativas? ... o todo lo referente a ellas ! necesito informacion , disculpa las molestias ocasionadas gracias

    Comentario de XyReNiTa hace 2 años y 31 meses

13. me gustaria que hablaran de las aplicaciones de propiedades coligativas en los alimentos...

    Comentario de violeta hace 2 años y 30 meses

14. Muchísimas gracias por la info proporcionada ^--^
    Me ha servido de mucho (dígase: cultura general y para una tarea)...

    Comentario de Naderu-chan hace 2 años y 29 meses

15. diferencias

    Comentario de maria hace 5 meses y 10 dias

16. esta informacion me salvo de la nota finish visitare mas frecuentemente esta pag
    

    Comentario de diego hace 4 meses y 9 dias