Factor de Van't Hoff es un código de corrección matemática y fue propuesto por el físico y químico holandés Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) para corregir el número de partículas dispersas de un soluto en un solvente.
Esta corrección del número de partículas es importante porque la cantidad de sustancia disoluta en el solvente determina la intensidad del efecto o la Co-propiedad (tonoscopia, ebulloscopia, crioscopia, osmoscopia). Por tanto, cuanto mayor sea el número de partículas, mayor será el efecto.
La necesidad de corregir el número de partículas se debe a que, cuando un soluto iónico se disuelve en agua, sufre el fenómeno de disociación (liberación de iones en el medio) o ionización (producción de iones en el medio), aumentando el número de partículas.
El número de partículas de un soluto molecular, sin embargo, no necesita ser corregido por el factor de Van't Hoff porque este tipo de soluto no se ioniza ni se disocia y, por tanto, no se altera su cantidad.
Para representar esto
factor, Van't Hoff usó la letra i, que comienza una expresión matemática que toma en cuenta el grado de disociación (α) y el número de moles de cada ion liberado al disolverse en agua (q):i = 1 + α. (q - 1)
Nota: Como α se proporciona como un porcentaje, siempre que lo usemos en la expresión del Factor de Van't Hoff, debemos dividirlo por 100 antes.
Después de calcular el factor de corrección de Van't Hoff, podemos utilizarlo en las siguientes situaciones prácticas:
Para corregir el número de partículas de un soluto, obtenidas a partir de una masa del mismo;
Para corregir el efecto coligativo de la osmoscopia, es decir, la presión osmótica de una solución:
π = M.R.T.i
En este caso, tenemos la presión osmótica (π) de la solución, la concentración molar (M), la constante general del gas (R) y la temperatura de la solución (T).
Para corregir el efecto coligativo de la tonometría, es decir, corregir la disminución de la presión máxima de vapor del solvente en la solución:
?PAG = kt. Wisconsin
PAG2
Para esto, consideramos la disminución absoluta (? P) de la presión máxima de vapor, la presión máxima de vapor del solvente (p2), la constante tonométrica (Kt) y la molalidad (W).
Para corregir el efecto coligativo de la criometría, es decir, para corregir el descenso de la temperatura de congelación del disolvente en la solución:
?θ = kc. Wisconsin
En este caso, tenemos la disminución de la temperatura de congelación del solvente (? A), la constante criométrica (Kt) y la molalidad (W).
Para corregir el efecto coligativo de la ebulliometría, es decir, para corregir el aumento de la temperatura de ebullición del disolvente en la solución:
?te = ke. Wisconsin
Para ello, tenemos el aumento de la temperatura de ebullición del disolvente (? Te), la constante ebulliométrica (Ke) y la molalidad (W).
Siga ahora ejemplos de cálculo y aplicación del factor de Van't Hoff:
1er Ejemplo: ¿Cuál es el valor del factor de corrección del cloruro de hierro III (FeCl)?3), sabiendo que su grado de disociación es del 67%?
Datos de ejercicio:
yo =?
α = 67% o 0,67 (después de dividir por 100)
Fórmula de sal = FeCl3
1er paso: Determine la cantidad de moles (q) de iones liberados.
Al analizar la fórmula de la sal, tenemos el índice 1 en Fe y el índice 3 en Cl, por lo que el número de moles de iones es igual a 4.
2do paso: Utilice los datos en la fórmula del Factor de 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
2do Ejemplo: ¿Cuál es el número de partículas presentes en el agua cuando 196 gramos de ácido fosfórico (H3POLVO4), cuyo grado de ionización es del 40%, ¿se le añaden?
Datos de ejercicio:
yo =?
α = 40% o 0.4 (después de dividir por 100)
Fórmula ácida = H3POLVO4
1er paso: Calcula la masa molar del ácido.
Para hacer esto, debemos multiplicar la masa atómica del elemento por el índice atómico y luego sumar los resultados:
Masa molar = 3,1 + 1,31 + 4,16
Masa molar = 3 + 31 + 64
Masa molar = 64 g / mol
2do paso: Calcule el número de partículas presentes en 196 gramos de H3POLVO4.
Este cálculo se realiza a partir de una regla de tres y utiliza la masa molar y la masa proporcionada por el ejercicio, pero siempre asumiendo que en un 1 mol hay 6.02.1023 partículas:
1 mol de H3POLVO498 gramos 6.02.1023 partículas
196 gramos x
98.x = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
x = 1179,92.1023
98
x = 12.04.1023 partículas
3er paso: Determine la cantidad de moles (q) de iones liberados.
Al analizar la fórmula de la sal, tenemos el índice 3 en H y el índice 1 en PO4, por lo que el número de moles de iones será igual a 4.
Paso 4: Utilice los datos en la fórmula del Factor de 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
5to paso: Calcule el número real de partículas en la solución.
Para hacer esto, simplemente multiplique la cantidad de partículas encontradas en el segundo paso por el factor de corrección:
Número de partículas = x.i
Número de partículas = 12.04.1023.2,2
Número de partículas = 26.488,1023 partículas.
3er Ejemplo: Una solución acuosa de cloruro de sodio tiene una concentración igual a 0,5 molal. ¿Cuál es el valor del aumento del punto de ebullición que sufre el agua, en O¿C? Datos: Agua Ke: 0.52OC / molal; α de NaCl: 100%.
Datos de ejercicio:
yo =?
α = 100% o 1 (después de dividir por 100)
Molalidad (W) = 0,5 molal
Fórmula de sal = NaCl
Ke = 0,52OCon molal
1er paso: Determine la cantidad de moles (q) de iones liberados.
Al analizar la fórmula de la sal, tenemos el índice 1 en Na y el índice 1 en Cl, por lo que el número de moles de iones es igual a 2.
2do paso: Utilice los datos en la fórmula del Factor de Van't Hoff:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 1. (2-1)
i = 1 + 1. (1)
yo = 1 + 1
i = 2
3er paso: Calcule la elevación del punto de ebullición que sufre el agua, utilizando los datos proporcionados, Factor de Van't Hoff calculado en el segundo paso, en la fórmula siguiente:
? te = ke. Wisconsin
? te = 0.52.0.5.2
? te = 0,52 OC
* Credito de imagen: Boris 15/ shutterstock.com
Por mí. Diogo Lopes Dias
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm