Παράγοντας Van't Hoff είναι ένας μαθηματικός κωδικός διόρθωσης και προτάθηκε από τον Ολλανδό φυσικό και χημικό Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) προκειμένου να διορθωθεί ο αριθμός των διασπαρμένων σωματιδίων μιας διαλυμένης ουσίας σε έναν διαλύτη.
Αυτή η διόρθωση του αριθμού των σωματιδίων είναι σημαντική επειδή η ποσότητα του διαλυτό στο διαλυτικό μέσο καθορίζει την ένταση του αποτελέσματος ή του συνιδιοκτησία (τονοσκόπηση, ebullioscopy, κρυοσκόπηση, οσμωσκόπηση). Έτσι, όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερο είναι το αποτέλεσμα.
Η ανάγκη διόρθωσης του αριθμού των σωματιδίων οφείλεται στο γεγονός ότι, όταν μια ιοντική διαλυμένη ουσία διαλύεται στο νερό, υποφέρει το φαινόμενο διάσταση (απελευθέρωση ιόντων στη μέση) ή ιονισμός (παραγωγή ιόντων στο μέσο), αυξάνοντας τον αριθμό των σωματιδίων.
Ο αριθμός των σωματιδίων μιας μοριακής διαλυμένης ουσίας, ωστόσο, δεν χρειάζεται να διορθωθεί από τον συντελεστή του Van't Hoff επειδή αυτός ο τύπος διαλυμένης ουσίας δεν ιονίζεται ούτε διαχωρίζεται και, επομένως, η ποσότητα του δεν μεταβάλλεται.
Για να το εκπροσωπήσω παράγοντας, Van't Hoff χρησιμοποίησε το γράμμα i, το οποίο ξεκινά μια μαθηματική έκφραση που λαμβάνει υπόψη τον βαθμό διαχωρισμού (α) και τον αριθμό γραμμομορίων κάθε ιόντος που απελευθερώνεται κατά τη διάλυση στο νερό (q):
i = 1 + α. (q - 1)
Σημείωση: Καθώς το α παρέχεται ως ποσοστό, όποτε το χρησιμοποιούμε στην έκφραση του Συντελεστής Van't Hoff, πρέπει να το διαιρέσουμε με 100 πριν.
Μετά τον υπολογισμό ο συντελεστής διόρθωσης Van't Hoff, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε στις ακόλουθες πρακτικές καταστάσεις:
Για να διορθώσετε τον αριθμό των σωματιδίων μιας διαλυμένης ουσίας, που λαμβάνεται από μια μάζα αυτής ·
Για να διορθώσετε τη συνεργατική επίδραση της οσμοσκόπησης, δηλαδή την οσμωτική πίεση μιας λύσης:
π = M.R.T.i
Σε αυτήν την περίπτωση, έχουμε την οσμωτική πίεση (π) του διαλύματος, το μοριακή συγκέντρωση (M), η γενική σταθερά αερίου (R) και η θερμοκρασία του διαλύματος (T).
Για να διορθώσετε το συνεταιριστικό αποτέλεσμα της τονομετρίας, δηλαδή διορθώστε τη μείωση της μέγιστης τάσης ατμών του διαλύτη στο διάλυμα:
?Π = kt. W.i
Π2
Για αυτό, θεωρούμε την απόλυτη μείωση (? P) της μέγιστης τάσης ατμών, τη μέγιστη πίεση ατμών του διαλύτη (p2), η τονομετρική σταθερά (Kt) και το μοριακότητα (Δ).
Για να διορθώσετε τη συνεργική δράση της κρυομετρίας, δηλαδή να διορθώσετε τη μείωση της θερμοκρασίας κατάψυξης του διαλύτη στο διάλυμα:
?θ = kc. W.i
Σε αυτήν την περίπτωση, έχουμε τη μείωση της θερμοκρασίας κατάψυξης του διαλύτη (αα), της κρυομετρικής σταθεράς (Kt) και της μοριακότητας (W).
Για να διορθώσετε τη συνεταιριστική επίδραση των ebulliometrics, δηλαδή να διορθώσετε την αύξηση της θερμοκρασίας βρασμού του διαλύτη στο διάλυμα:
?te = ke. W.i
Γι 'αυτό, έχουμε την αύξηση της θερμοκρασίας βρασμού του διαλύτη (? Te), της ebulliometric σταθεράς (Ke) και της molality (W).
Ακολουθήστε τώρα παραδείγματα υπολογισμού και εφαρμογής του παράγοντα Van't Hoff:
1ο Παράδειγμα: Ποια είναι η τιμή του διορθωτικού παράγοντα χλωριούχου σιδήρου III (FeCl)3), γνωρίζοντας ότι ο βαθμός αποσύνδεσής του είναι 67%;
Δεδομένα άσκησης:
εγώ =?
α = 67% ή 0,67 (μετά τη διαίρεση με 100)
Τύπος αλατιού = FeCl3
1ο βήμα: Προσδιορίστε τον αριθμό γραμμομορίων (q) των ιόντων που απελευθερώνονται.
Αναλύοντας τον τύπο για το αλάτι, έχουμε τον δείκτη 1 σε Fe και τον δείκτη 3 σε Cl, οπότε ο αριθμός γραμμομορίων ιόντων είναι ίσος με 4.
2ο βήμα: Χρησιμοποιήστε τα δεδομένα στον τύπο του Συντελεστής Van't Hoff:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,67. (4 - 1)
i = 1 + 0,67. (3)
i = 1 + 2.01
i = 3.01
2ο Παράδειγμα: Ποιος είναι ο αριθμός των σωματιδίων που υπάρχουν στο νερό όταν 196 γραμμάρια φωσφορικού οξέος (Η3ΣΚΟΝΗ4), του οποίου ο βαθμός ιονισμού είναι 40%, προστίθενται σε αυτό;
Δεδομένα άσκησης:
εγώ =?
α = 40% ή 0,4 (μετά τη διαίρεση με 100)
Τύπος οξέος = Η3ΣΚΟΝΗ4
1ο βήμα: Υπολογίστε τη μοριακή μάζα του οξέος.
Για να γίνει αυτό, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την ατομική μάζα του στοιχείου με τον ατομικό δείκτη και στη συνέχεια να προσθέσουμε τα αποτελέσματα:
Μοριακή μάζα = 3,1 + 1,31 + 4,16
Μοριακή μάζα = 3 + 31 + 64
Μοριακή μάζα = 64 g / mol
2ο βήμα: Υπολογίστε τον αριθμό των σωματιδίων που υπάρχουν σε 196 γραμμάρια Η3ΣΚΟΝΗ4.
Αυτός ο υπολογισμός πραγματοποιείται από έναν κανόνα των τριών και χρησιμοποιεί τη μοριακή μάζα και τη μάζα που παρέχεται από την άσκηση, αλλά πάντοτε υποθέτοντας ότι σε 1 mol υπάρχουν 6.02.1023 σωματίδια:
1 mol H3ΣΚΟΝΗ498 γραμμάρια 6.02.1023 σωματίδια
196 γραμμάρια x
98. x = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
x = 1179,92.1023
98
x = 12.04.1023 σωματίδια
3ο βήμα: Προσδιορίστε τον αριθμό γραμμομορίων (q) των ιόντων που απελευθερώνονται.
Αναλύοντας τον τύπο για το αλάτι, έχουμε τον δείκτη 3 στο Η και τον δείκτη 1 στο PO4, οπότε ο αριθμός των γραμμομορίων ιόντων θα είναι ίσος με 4.
Βήμα 4: Χρησιμοποιήστε τα δεδομένα στον τύπο του Συντελεστής Vant ’Hoff:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,4. (4 - 1)
i = 1 + 0,4. (3)
i = 1 + 1.2
i = 2.2
5ο βήμα: Υπολογίστε τον πραγματικό αριθμό σωματιδίων στο διάλυμα.
Για να το κάνετε αυτό, πολλαπλασιάστε τον αριθμό των σωματιδίων που βρέθηκαν στο δεύτερο βήμα με τον συντελεστή διόρθωσης:
Αριθμός σωματιδίων = x.i
Αριθμός σωματιδίων = 12.04.1023.2,2
Αριθμός σωματιδίων = 26,488.1023 σωματίδια.
3ο Παράδειγμα: Ένα υδατικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου έχει συγκέντρωση ίση με 0,5 molal. Ποια είναι η αξία της αύξησης στο σημείο βρασμού που υπέστη το νερό, το ΟΝΤΟ? Δεδομένα: Νερό Ke: 0,52ΟC / molal; α NaCl: 100%.
Δεδομένα άσκησης:
εγώ =?
α = 100% ή 1 (μετά τη διαίρεση με 100)
Μοριακότητα (W) = 0,5 molal
Τύπος αλατιού = NaCl
Ke = 0,52ΟΜε μοριακό
1ο βήμα: Προσδιορίστε τον αριθμό γραμμομορίων (q) των ιόντων που απελευθερώνονται.
Αναλύοντας τον τύπο για το αλάτι, έχουμε τον δείκτη 1 σε Na και τον δείκτη 1 σε Cl, οπότε ο αριθμός γραμμομορίων ιόντων είναι ίσος με 2.
2ο βήμα: Χρησιμοποιήστε τα δεδομένα στον τύπο του Συντελεστής Van't Hoff:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 1. (2 - 1)
i = 1 + 1. (1)
i = 1 + 1
i = 2
3ο βήμα: Υπολογίστε την ανύψωση του σημείου βρασμού που υπέστη το νερό, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που παρέχονται, το Συντελεστής Van't Hoff υπολογίζεται στο δεύτερο βήμα, στον παρακάτω τύπο:
? te = ke. W.i
? te = 0.52.0.5.2
? te = 0,52 ΟΝΤΟ
* Πιστωτική εικόνα: Μπόρις 15/ shutterstock.com
Από μένα. Diogo Lopes Dias
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm