Фактор на Вант Хоф е математически корекционен код и е предложен от холандския физик и химик Якобус Хенрикус Вант Хоф (1852-1911), за да коригира броя на диспергираните частици на разтвореното вещество в разтворител.
Тази корекция на броя на частиците е важна, тъй като количеството на разтворено вещество в разтворител определя интензивността на ефекта или колективна собственост (тоноскопия, ебулиоскопия, криоскопия, осмоскопия). По този начин, колкото по-голям е броят на частиците, толкова по-голям е ефектът.
Необходимостта от коригиране на броя на частиците се дължи на факта, че когато йонното разтворено вещество се разтвори във вода, то страда от явлението дисоциация (освобождаване на йони в средата) или йонизация (производство на йони в средата), увеличавайки броя на частиците.
Броят на частиците на молекулно разтворено вещество обаче не трябва да се коригира с фактора Вант Хоф тъй като този вид разтворено вещество нито йонизира, нито дисоциира и следователно количеството му не се променя.
За да представя това фактор, Вант Хоф използва буквата i, която започва математически израз, който отчита степента на дисоциация (α) и броя на моловете на всеки йон, отделен при разтваряне във вода (q):
i = 1 + α. (q - 1)
Забележка: Тъй като α се предоставя като процент, винаги когато го използваме в израза на Фактор на Вант Хоф, трябва да го разделим на 100 преди.
След изчисляване коефициентът на корекция на Van't Hoff, можем да го използваме в следните практически ситуации:
За коригиране на броя на частиците на разтвореното вещество, получени от неговата маса;
За да коригирате колигативния ефект на осмоскопията, т.е. осмотичното налягане на разтвора:
π = M.R.T.i
В този случай имаме осмотичното налягане (π) на разтвора, моларна концентрация (M), общата газова константа (R) и температурата на разтвора (T).
За да коригирате колигативния ефект на тонометрията, т.е. коригирайте понижаването на максималното налягане на парите на разтворителя в разтвора:
?P = kt. W.i
P2
За това ние считаме абсолютното понижаване (? P) на максималното налягане на парите, максималното налягане на парите на разтворителя (p2), тонометричната константа (Kt) и моларност (W).
За да коригирате колигативния ефект на криометрията, т.е. да коригирате понижаването на температурата на замръзване на разтворителя в разтвора:
?θ = kc. W.i
В този случай имаме понижаване на температурата на замръзване на разтворителя (? A), криометричната константа (Kt) и молалността (W).
За да коригирате колигативния ефект на ебулиометрията, т.е. да коригирате повишаването на температурата на кипене на разтворителя в разтвора:
?te = ke. W.i
За това имаме повишаване на температурата на кипене на разтворителя (? Te), ебулиометричната константа (Ke) и молалността (W).
Следвайте сега примери за изчисляване и прилагане на фактора на Van't Hoff:
1-ви пример: Каква е стойността на корекционния коефициент на железен хлорид III (FeCl)3), знаейки, че степента му на дисоциация е 67%?
Данни за упражнения:
i =?
α = 67% или 0,67 (след разделяне на 100)
Формула на сол = FeCl3
1-ва стъпка: Определете броя на моловете (q) на освободените йони.
Анализирайки формулата за сол, имаме индекс 1 във Fe и индекс 3 в Cl, така че броят на моловете йони е равен на 4.
2-ра стъпка: Използвайте данните във формулата на Фактор на Вант Хоф:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,67. (4 - 1)
i = 1 + 0,67. (3)
i = 1 + 2.01
i = 3,01
2-ри пример: Какъв е броят на частиците във водата, когато 196 грама фосфорна киселина (H3ПРАХ4), чиято степен на йонизация е 40%, добавени ли са към нея?
Данни за упражнения:
i =?
α = 40% или 0,4 (след разделяне на 100)
Киселинова формула = Н3ПРАХ4
1-ва стъпка: Изчислете моларната маса на киселината.
За целта трябва да умножим атомната маса на елемента по атомния индекс и след това да добавим резултатите:
Моларна маса = 3,1 + 1,31 + 4,16
Моларна маса = 3 + 31 + 64
Моларна маса = 64 g / mol
2-ра стъпка: Изчислете броя на частиците, присъстващи в 196 грама H3ПРАХ4.
Това изчисление се извършва от правило от три и използва моларната маса и масата, предоставени от упражнението, но винаги приемайки, че в 1 mol има 6.02.1023 частици:
1 мол Н3ПРАХ498 грама 6.02.1023 частици
196 грама x
98.x = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
x = 1179,92.1023
98
x = 12.04.1023 частици
3-та стъпка: Определете броя на моловете (q) на освободените йони.
Анализирайки формулата за сол, имаме индекс 3 в H и индекс 1 в PO4, така че броят на моловете йони ще бъде равен на 4.
Стъпка 4: Използвайте данните във формулата на Фактор на Вант ’Хоф:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,4. (4 - 1)
i = 1 + 0,4. (3)
i = 1 + 1.2
i = 2.2
5-та стъпка: Изчислете действителния брой частици в разтвора.
За да направите това, просто умножете броя на частиците, намерени във втората стъпка, по корекционния коефициент:
Брой частици = x.i
Брой частици = 12.04.1023.2,2
Брой частици = 26 488,1023 частици.
3-ти пример: Воден разтвор на натриев хлорид има концентрация, равна на 0,5 mol. Каква е стойността на нарастването на температурата на кипене, претърпяно от водата, в О° С? Данни: вода Ke: 0,52ОС / молал; α на NaCl: 100%.
Данни за упражнения:
i =?
α = 100% или 1 (след разделяне на 100)
Молалност (W) = 0,5 mol
Формула на сол = NaCl
Ke = 0,52ОС молал
1-ва стъпка: Определете броя на моловете (q) на освободените йони.
Анализирайки формулата за сол, имаме индекс 1 в Na и индекс 1 в Cl, така че броят на моловете йони е равен на 2.
2-ра стъпка: Използвайте данните във формулата на Фактор на Вант Хоф:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 1. (2 - 1)
i = 1 + 1. (1)
i = 1 + 1
i = 2
3-та стъпка: Изчислете котата на точката на кипене, понесена от водата, като използвате предоставените данни Фактор на Вант Хоф изчислено във втората стъпка, по формулата по-долу:
? te = ke. W.i
? te = 0.52.0.5.2
? te = 0,52 О° С
* Кредит за изображение: Борис 15/ shutterstock.com
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm
