Factores que afectan la disolución y propiedades coligativas

Esta lección es parte de Temario de Química de Undécimo año Lección 4 de 12

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 11 min de lectura

¿Por qué el azúcar se disuelve más rápido en un café caliente y bien removido que en uno frío? ¿Por qué una gaseosa tibia pierde el gas más pronto que una fría? ¿Y por qué el agua con sal o con azúcar se congela a una temperatura más baja que el agua pura? Las respuestas dependen de cómo se comportan las disoluciones.

En esta lección vas a distinguir entre la velocidad de disolución y la solubilidad, a reconocer los factores que cambian cada una y a conocer las propiedades coligativas, que explican desde la conservación de alimentos con sal hasta el cuidado de las células de tu cuerpo. Al final valorarás el impacto, positivo y negativo, de las disoluciones en el ser humano y en el ambiente.

Definición

Las propiedades coligativas son propiedades de una disolución que dependen de la cantidad de partículas de soluto disueltas en una cantidad dada de disolvente, y no de qué sustancia sean esas partículas. Son cuatro: el descenso de la presión de vapor, el aumento del punto de ebullición, el descenso del punto de congelación y la presión osmótica.

Velocidad de disolución y solubilidad no son lo mismo#

La solubilidad dice cuánto soluto se puede disolver como máximo en una cantidad de disolvente a cierta temperatura. La velocidad de disolución dice qué tan rápido se disuelve. Remover un fresco hace que el polvo se disuelva antes, pero no cambia la cantidad máxima que el agua puede admitir.

Factores que aceleran la disolución de un sólido#

Agitación. Al remover, se aleja del sólido el líquido que ya tiene soluto y llega disolvente nuevo a su superficie.
Temperatura. En caliente, las partículas se mueven más rápido y chocan con más energía, así que el sólido se disuelve antes.
Tamaño de las partículas. Cuanto más dividido está el sólido, mayor es la superficie en contacto con el disolvente. El azúcar en polvo se disuelve más rápido que un terrón.
Cantidad de soluto ya disuelto. Una disolución diluida disuelve rápido; cuando se acerca a la saturación, la disolución se vuelve más lenta.

Ejemplo. Un cubo de azúcar de 2 cm de lado se parte en cubitos de 1 cm de lado. ¿Cuánto cambia la superficie en contacto con el agua?

Solución. El cubo entero tiene 6 caras de 2 cm · 2 cm = 4 cm², es decir, 6 · 4 = 24 cm². Al partirlo salen 8 cubitos de 1 cm, porque el volumen 2 · 2 · 2 = 8 cm³ se reparte en cubitos de 1 cm³. Cada cubito tiene 6 · 1 = 6 cm² de superficie, y los 8 juntos, 8 · 6 = 48 cm². La superficie se duplica sin cambiar la masa, y por eso el azúcar partido se disuelve más rápido.

Factores que cambian la solubilidad#

La naturaleza del soluto y del disolvente. Un disolvente polar como el agua disuelve sustancias iónicas y polares; uno no polar disuelve sustancias no polares.
La temperatura. En la mayoría de los sólidos, la solubilidad aumenta al calentar. En los gases ocurre lo contrario: el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) explica que el agua fría puede contener más oxígeno disuelto que el agua caliente, y que en las épocas de agua más caliente la concentración de oxígeno disuelto suele ser menor.
La presión, solo en los gases: cuanto mayor es la presión del gas sobre el líquido, más gas se disuelve. Una gaseosa se embotella con dióxido de carbono a presión; al abrirla, la presión baja y el gas escapa en forma de burbujas.

Esos dos efectos sobre los gases se suman en una gaseosa tibia recién abierta: tiene menos presión encima y además el CO₂ es menos soluble en caliente, por eso pierde el gas más rápido que una fría.

La molalidad y las constantes del agua#

Para calcular las propiedades coligativas se usa la molalidad (m), que relaciona los moles de soluto con la masa del disolvente en kilogramos. No cambia con la temperatura, porque no depende del volumen.

Fórmula

m = moles de soluto ÷ kilogramos de disolvente

Se mide en mol/kg. Los moles se calculan con la masa molar: n = masa ÷ M.

El libro abierto Química 2ed de OpenStax (Rice University) da para el agua, en su tabla de constantes, una constante del aumento del punto de ebullición K_b = 0,512 °C·kg/mol y una constante del descenso del punto de congelación K_f = 1,86 °C·kg/mol, con un punto de ebullición de 100,0 °C y uno de congelación de 0,0 °C a 1 atm. Esos son los datos que se usan en los ejemplos de esta lección. Las masas atómicas son las de la Comisión de Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos (CIAAW) de la IUPAC: C = 12,011; H = 1,008; O = 15,999.

Las cuatro propiedades coligativas#

1. Descenso de la presión de vapor#

En la superficie de un líquido, algunas moléculas escapan y forman vapor. Cuando hay soluto disuelto, parte de la superficie la ocupan partículas de soluto que no se evaporan, y además estas atraen al disolvente. Escapan menos moléculas y la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro.

2. Aumento del punto de ebullición (ebulloscopía)#

Un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala a la presión exterior. Como la disolución tiene menor presión de vapor, hay que calentarla un poco más para que hierva.

Fórmula

ΔT_b = K_b · m

ΔT_b es cuánto sube el punto de ebullición; K_b, la constante del disolvente; m, la molalidad de las partículas disueltas.

3. Descenso del punto de congelación (crioscopía)#

Las partículas de soluto estorban a las moléculas de agua cuando intentan ordenarse para formar hielo, así que la disolución se congela a una temperatura más baja. Por eso, en los helados caseros se mezcla hielo con sal: se forma salmuera que sigue líquida por debajo de 0 °C y enfría más la mezcla.

Fórmula

ΔT_f = K_f · m

ΔT_f es cuánto baja el punto de congelación; K_f, la constante del disolvente.

Ejemplo. Se disuelven 34,23 g de sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁) en 500 g de agua. Calcula sus puntos de congelación y de ebullición a 1 atm.

Solución. La masa molar de la sacarosa es 12 · 12,011 + 22 · 1,008 + 11 · 15,999 = 342,30 g/mol. Los moles son 34,23 ÷ 342,30 = 0,1000 mol, y la molalidad, 0,1000 mol ÷ 0,500 kg = 0,2000 mol/kg. El punto de congelación baja ΔT_f = 1,86 · 0,2000 = 0,372 °C, así que la disolución se congela a −0,372 °C. El punto de ebullición sube ΔT_b = 0,512 · 0,2000 = 0,1024 °C, y la disolución hierve a unos 100,10 °C.

Lo que cuenta es el número de partículas#

La sacarosa y la glucosa se disuelven como moléculas enteras: 1 mol de soluto da 1 mol de partículas. La sal, en cambio, se separa en iones: cada unidad de NaCl da un ion Na⁺ y un ion Cl⁻, de modo que, en el caso ideal, 1 mol de NaCl aporta 2 mol de partículas y su efecto coligativo es el doble. Ese número de partículas por unidad disuelta se llama factor de van’t Hoff (i); en disoluciones reales de electrolitos suele ser un poco menor que el ideal.

Ejemplo. Compara el punto de congelación de dos disoluciones: 0,10 mol de glucosa en 1 kg de agua y 0,10 mol de NaCl en 1 kg de agua (considera i = 2 para el NaCl).

Solución. Para la glucosa, m = 0,10 mol/kg y ΔT_f = 1,86 · 0,10 = 0,186 °C: congela a −0,186 °C. Para el NaCl, las partículas son 2 · 0,10 = 0,20 mol/kg y ΔT_f = 1,86 · 0,20 = 0,372 °C: congela a −0,372 °C. Con los mismos moles, la sal baja el punto de congelación el doble.

4. Presión osmótica#

La ósmosis es el paso del disolvente a través de una membrana semipermeable, que deja pasar el agua pero no el soluto, desde la disolución más diluida hacia la más concentrada. La presión osmótica es la presión que habría que aplicar para detener ese paso. Las membranas de las células se comportan como membranas semipermeables, así que la ósmosis ocurre todo el tiempo en los seres vivos.

Las disoluciones en la vida diaria: impacto positivo y negativo#

Las propiedades de las disoluciones tienen consecuencias muy concretas para el ser humano y su entorno:

Las células y la ósmosis. Un glóbulo rojo puesto en agua pura absorbe agua por ósmosis y puede reventar; en agua muy salada pierde agua y se arruga. Por eso, las disoluciones que se aplican en la vena se preparan, por lo general, con una concentración de partículas parecida a la de la sangre.
Conservación de alimentos. Salar el pescado o preparar mermeladas y cajetas con mucha azúcar crea un medio tan concentrado que los microorganismos pierden agua por ósmosis y no pueden multiplicarse.
Anticongelantes. En los países con invierno, el líquido de los radiadores de los carros lleva un soluto que baja su punto de congelación y sube su punto de ebullición.
Agua potable a partir de agua salada. En la ósmosis inversa se aplica una presión mayor que la presión osmótica para empujar el agua a través de una membrana y dejar atrás las sales.
Suelos y cultivos. Cuando el agua del suelo tiene demasiadas sales disueltas, las raíces absorben agua con dificultad, por la misma razón por la que se deshidrata una célula en agua salada.
Calentamiento del agua. Si una industria descarga agua caliente en un río, el agua admite menos oxígeno disuelto y la vida acuática lo resiente.

Valorar estas implicaciones ayuda a tomar mejores decisiones: no abusar de los fertilizantes en los cultivos ni de la sal en la comida, no verter líquidos calientes ni concentrados a las cañerías o a los ríos, y entender por qué un tratamiento médico con sueros exige concentraciones exactas.

Ponte a prueba#

¿Por qué el azúcar en polvo se disuelve más rápido que un terrón de azúcar?#

Porque el polvo tiene mucha más superficie en contacto con el agua. Al dividir un sólido, aparecen caras nuevas: un cubo de 2 cm de lado tiene 24 cm² de superficie, y partido en 8 cubitos de 1 cm tiene 48 cm². Con más superficie expuesta, más partículas de azúcar interactúan a la vez con el agua y la disolución es más rápida, aunque la solubilidad no cambia.

¿A qué temperatura se congela una disolución de 0,5 mol de glucosa en 1 kg de agua?#

La molalidad es 0,5 mol ÷ 1 kg = 0,5 mol/kg. La glucosa no se separa en iones, así que cada molécula es una partícula. El descenso del punto de congelación es ΔTf = Kf · m = 1,86 · 0,5 = 0,93 °C. Como el agua pura se congela a 0 °C, la disolución se congela a −0,93 °C.

¿Por qué una gaseosa caliente pierde el gas más rápido que una fría?#

Porque la solubilidad de los gases en agua disminuye al subir la temperatura. Al abrir la botella, la presión del dióxido de carbono sobre el líquido baja y el gas empieza a escapar; si además la bebida está caliente, admite todavía menos gas disuelto, de modo que las burbujas salen más rápido y la bebida queda sin gas antes.

¿Qué baja más el punto de congelación del agua: 0,2 mol de sal o 0,2 mol de azúcar en 1 kg de agua?#

La sal. El azúcar aporta 0,2 mol de partículas y baja el punto de congelación 1,86 · 0,2 = 0,372 °C. La sal se separa en iones sodio y cloruro, de modo que, en el caso ideal, aporta 0,4 mol de partículas y lo baja 1,86 · 0,4 = 0,744 °C. Las propiedades coligativas dependen del número de partículas, no de la sustancia.

¿Por qué la sal ayuda a conservar el pescado?#

Porque forma alrededor de los microorganismos un medio muy concentrado. Por ósmosis, el agua sale de sus células hacia el exterior más salado, y sin agua no pueden crecer ni multiplicarse. Es una aplicación de la presión osmótica: el disolvente atraviesa la membrana desde la disolución más diluida, el interior de la célula, hacia la más concentrada.