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536 CAPÍTULO 12 Propiedades físicas de las disoluciones donde PA y PB son las presiones parciales de los componentes A y B de la disolución; P°A y P°B son las presiones de vapor de las sustancias puras y XA y XB son sus fracciones molares. La presión total está dada por la ley de Dalton de las presiones parciales (vea la sección 5.6): o Por ejemplo, el benceno y el tolueno son volátiles, tienen estructuras similares y, por lo tanto, fuerzas intermoleculares semejantes: benceno tolueno CH3 A En una disolución de benceno y tolueno, la presión de vapor de cada componente obede- ce la ley de Raoult. En la i gura 12.7 se muestra la dependencia de la presión de vapor total (PT) en una disolución de benceno-tolueno con la composición de la disolución. Observe que sólo necesitamos expresar la composición de la disolución en términos de la fracción molar de uno de los componentes. Para cada valor de Xbenceno, la fracción molar del tolueno, Xtolueno, está dada por (1 2 Xbenceno). La disolución de benceno-tolueno cons- tituye uno de los pocos ejemplos de una disolución ideal , que es cualquier disolución que obedece la ley de Raoult. Una característica de una disolución ideal es que el calor de disolución, DHdisol, es cero. La mayor parte de las disoluciones no se comporta de manera ideal en este aspecto. Se consideran los siguientes dos casos, al designar dos sustancias volátiles como A y B: Caso 1: Si las fuerzas intermoleculares entre las moléculas A y B son más débiles que las fuerzas entre las moléculas de A y las fuerzas entre las moléculas de B, entonces estas moléculas tienen mayor tendencia a abandonar la disolución que en el caso de una disolución ideal. Como consecuencia, la presión de vapor de la disolución es mayor que la suma de las presiones de vapor predicha por la ley de Raoult para la misma concentra- ción. Este comportamiento da lugar a una desviación positiva [i gura 12.8a)]. En este caso, el calor de disolución es positivo (es decir, el proceso de mezclado es endotérmico). Caso 2: Si las moléculas de A atraen las moléculas de B con más fuerza que las de su misma clase, la presión de vapor de la disolución es menor que la suma de las presio- 800 600 400 200 P re si ón ( m m H g) 0.0 0.2 0.4 Xbenceno Pbenceno Ptolueno PT = Pbenceno + Ptolueno 0.6 0.8 1.0 Figura 12.7 Dependencia de las presiones parciales del benceno y del tolueno respecto de sus fracciones molares en una disolución de benceno-tolueno (Xtolueno 5 1 2 Xbenceno) a 80ºC. Se dice que esta disolución es ideal debido a que las presiones de vapor obedecen a la ley de Raoult. PT 5 PA 1 PB PT 5 XAP°A 1 XBP°B PT PA PT Pr es ió n Pr es ió n 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 XA XA a) b) PB PA PB Figura 12.8 Disoluciones no ideales. a) La desviación positiva se presenta cuando PT es mayor que la presión que predice la ley de Raoult (la línea negra sólida). b) Desviación negativa. En este caso PT es menor que la presión que predice la ley de Raoult (línea negra sólida).
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