Propriétés colligatives

Ce sont des propriétés dépendantes du nombre de molécules de soluté et de la nature du solvant. Nous en verrons 3 différentes :

· Elévation ébullioscopique :

L’introduction d’un soluté non volatil (un solide par exemple) dans un solvant volatil induit une élévation de la température d’ébullition. Cette augmentation est donnée par l’expression suivante :

où KB est la constante ébullioscopique [K. kg. mol-1]

m soluté est la molalité des solutés [mol. kg-1]

ν est le coefficient de Van’t Hoff

Le coefficient de van’t Hoff est représentatif du nombre d’entité libéré lors de la dissolution. Voici quelques exemples :

ν de NaCl = 2 ν de Na2SO4 = 3 ν de Ca3(PO4)2 = 5

· Abaissement cryoscopique :

L’introduction d’un soluté non volatil (un solide par exemple) dans un solvant volatil induit une diminution de la température de solidification. Cette diminution est donnée par l’expression suivante :

où K cryo est la constante cryoscopique [K. kg. mol-1]

m soluté est la molalité des solutés [mol. kg-1]

ν est le coefficient de Van’t Hoff

Par exemple, le mélange « sel –eau » utilisé par les services d’épandage permettent de diminuer la température de solidification de l’eau jusqu’à – 10°C.

· Pression osmotique :

On utilise l’excès de pression hydrostatique de la solution par rapport au solvant pur. Ainsi, on trouve une loi qui ressemble fort à celle des gaz parfait :

Où Π est la pression osmotique [atm]

C soluté est la molarité [mol.L-1]

T est la température [K]

ν est le coefficient de Van’t Hoff

R est la constante des gaz parfait

= 0,08206 L. atm. Mol-1. K-1

Applications :

1°) En biologie et biochimie, on a souvent besoin de calculer la masse molaire d’une protéine.

Pour ce faire, on n’utilise cette dernière propriété. C’est pourquoi, il est intéressant de savoir mesurer la pression osmotique d’une solution (cfr figure XXIV).

La pression osmotique d’une solution donnée se mesure à partir de la différence de hauteur de la colonne d’eau. Etant donné que la solution est séparée de l’eau pure par une membrane semi – perméable, le solvant peut passer dans le compartiment de la solution (d’où l’augmentation de hauteur de la colonne d’eau).

2°) En biologie, la pression osmotique permet d’expliquer différents phénomènes : l’osmose, la turgescence et la plasmolyse.

La turgescence est un phénomène biologique naturel qui consiste en un gonflement d’une cellule par osmose (comme le montre la figure cicontre).

L’eau entre dans la cellule car celle-ci est plus riche en soluté. Elle passe à travers la membrane cellulaire qui est une membrane semiperméable.

La plasmolyse est un phénomène biologique naturel qui consiste en un dégonflement d’une cellule par osmose (comme le montre la figure cicontre).

L’eau sort de la cellule car le milieu extérieur est plus riche en soluté. Elle passe à travers la membrane cellulaire qui est une membrane semiperméable.