Mikä on Van't Hoff Factor?

Van't Hoff -kerroin on matemaattinen korjauskoodi ja sen ehdotti hollantilainen fyysikko ja kemisti Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) liuenneen aineen dispergoituneiden hiukkasten määrän korjaamiseksi liuottimessa.

Tämä hiukkasten lukumäärän korjaus on tärkeä, koska hiukkasten määrä liuenneen aineen klo liuotin määrittää vaikutuksen voimakkuuden tai yhteisomistus (tonoskopia, ebullioskopia, kryoskopia, osmoskopia). Siksi mitä suurempi hiukkasten määrä, sitä suurempi vaikutus.

Tarve korjata hiukkasten lukumäärä johtuu siitä, että kun ioninen liuoteaine liukenee veteen, se kärsii dissosiaatio (ionien vapautuminen keskellä) tai ionisaatio (ionien tuotanto väliaineessa), mikä lisää hiukkasten määrää.

Molekyyliliuoksen hiukkasten lukumäärää ei kuitenkaan tarvitse korjata kertoimella Van't Hoff koska tämän tyyppinen liukeneva aine ei ionisoidu eikä dissosioitu ja sen vuoksi sen määrää ei muuteta.

Tämän edustamiseksi tekijä, Van't Hoff käytti kirjainta i, joka aloittaa matemaattisen lausekkeen, jossa otetaan huomioon dissosiaation aste (α) ja jokaisen veteen liukenemisen yhteydessä vapautuneen ionin moolimäärä (q):

i = 1 + α. (q - 1)

Huomaa: Koska α annetaan prosentteina, aina kun käytämme sitä Van't Hoff -kerroin, meidän on jaettava se 100: lla ennen.

Laskemisen jälkeen Van't Hoff -korjauskerroin, voimme käyttää sitä seuraavissa käytännön tilanteissa:

• Liuenneen aineen hiukkasten määrän korjaamiseksi sen massasta;

• Okoskopian kolligatiivisen vaikutuksen eli liuoksen osmoottisen paineen korjaamiseksi:

π = M.R.T.i

Tässä tapauksessa meillä on liuoksen osmoottinen paine (π) moolipitoisuus (M), yleinen kaasuvakio (R) ja liuoksen lämpötila (T).

• Tonometrian kolligatiivisen vaikutuksen korjaamiseksi eli korjaamalla liuottimen liuottimen maksimihöyrynpaineen lasku:

?P = kt. W.i
 P₂

Tätä varten tarkastellaan maksimaalisen höyrynpaineen, liuottimen maksimihöyrynpaineen (p₂), tonometrinen vakio (Kt) ja molaalisuus (W).

• Kryometrian kolligatiivisen vaikutuksen korjaamiseksi eli liuottimen jäätymislämpötilan alenemisen korjaamiseksi:

?θ = kc. W.i

Tässä tapauksessa laskemme liuottimen jäätymislämpötilaa (aa), kryometrisen vakion (Kt) ja molaalisuuden (W).

• Ebulliometrian kolligatiivisen vaikutuksen korjaamiseksi eli liuottimen kiehumislämpötilan nousun korjaamiseksi:

?te = ke. W.i

Tätä varten meillä on liuottimen kiehumislämpötilan nousu (ö te), ebulliometrinen vakio (Ke) ja molaalisuus (W).

Seuraa nyt esimerkkejä Van't Hoff -kertoimen laskemisesta ja soveltamisesta:

1. esimerkki: Mikä on rautakloridi III (FeCl) -korjauskertoimen arvo₃) tietäen, että sen dissosiaatioaste on 67%?

Harjoitustiedot:

• i =?

• α = 67% tai 0,67 (jaettuna 100: lla)

• Suolan kaava = FeCl₃

1. vaihe: Määritä vapautuneiden ionien moolien määrä (q).

Analysoimalla suolan kaavaa meillä on indeksi 1 Fe: ssä ja indeksi 3 Cl: ssä, joten ionien moolimäärä on yhtä suuri kuin 4.

2. vaihe: Käytä tietoja kaavassa Van't Hoff -kerroin:

i = 1 + α. (q - 1)

i = 1 + 0,67. (4-1)

i = 1 + 0,67. (3)

i = 1 + 2,01

i = 3,01

2. esimerkki: Mikä on vedessä läsnä olevien hiukkasten määrä, kun 196 grammaa fosforihappoa (H₃PÖLY₄), jonka ionisaatioaste on 40%, lisätäänkö ne siihen?

Harjoitustiedot:

• i =?

• α = 40% tai 0,4 (jaettuna 100: lla)

• Happokaava = H₃PÖLY₄

1. vaihe: Laske hapon moolimassa.

Tätä varten meidän on kerrottava elementin atomimassa atomiindeksillä ja lisättävä sitten tulokset:

Moolimassa = 3,1 + 1,31 + 4,16

Moolimassa = 3 + 31 + 64

Moolimassa = 64 g / mol

2. vaihe: Laske läsnä olevien hiukkasten lukumäärä 196 grammassa H: ta₃PÖLY₄.

Tämä laskelma suoritetaan kolmen säännön perusteella ja siinä käytetään moolimassaa ja harjoituksen tuottamaa massaa, mutta olettaen aina, että 1 moolissa on 6.02.10²³ hiukkaset:

1 mol H: ta₃PÖLY₄98 grammaa 6.02.10²³ hiukkasia

196 grammaa

98.x = 196. 6,02.10²³

98.x = 1179.92.10²³

x = 1179,92.10²³
98

x = 12.04.10²³ hiukkasia

3. vaihe: Määritä vapautuneiden ionien moolien määrä (q).

Analysoimalla suolan kaavaa meillä on indeksi 3 H: ssä ja indeksi 1 PO4: ssä, joten ionien moolien lukumäärä on 4.

Vaihe 4: Käytä tietoja kaavassa Vant ’Hoff -kerroin:

i = 1 + α. (q - 1)

i = 1 + 0,4. (4-1)

i = 1 + 0,4. (3)

i = 1 + 1,2

i = 2,2

5. vaihe: Laske todellinen hiukkasten määrä liuoksessa.

Voit tehdä tämän kertomalla toisessa vaiheessa löydettyjen hiukkasten määrän korjauskertoimella:

Hiukkasten lukumäärä = xi

Hiukkasten lukumäärä = 12.04.10²³.2,2

Hiukkasten lukumäärä = 26488,10²³ hiukkasia.

Kolmas esimerkki: Natriumkloridin vesiliuoksen konsentraatio on 0,5 moolia. Mikä on veden kärsimän kiehumispisteen nousun arvo vuonna ^OÇ? Tiedot: Water Ke: 0,52^OC / molal; NaCl: n a: 100%.

Harjoitustiedot:

• i =?

• α = 100% tai 1 (jaettuna 100: lla)

• Moolisuus (W) = 0,5 molaali

• Suolan kaava = NaCl

• Ke = 0,52^OMolalilla

1. vaihe: Määritä vapautuneiden ionien moolien määrä (q).

Analysoimalla suolan kaavaa meillä on indeksi 1 Na: ssa ja indeksi 1 Cl: ssä, joten ionien moolien lukumäärä on 2.

2. vaihe: Käytä tietoja kaavassa Van't Hoff -kerroin:

i = 1 + α. (q - 1)

i = 1 + 1. (2-1)

i = 1 + 1. (1)

i = 1 + 1

i = 2

3. vaihe: Laske veden kiehumispistekorkeus annettujen tietojen perusteella Van't Hoff -kerroin lasketaan toisessa vaiheessa alla olevassa kaavassa:

? te = ke. W.i

p = 0,52,0,5,2

a = 0,52 ^OÇ

* Kuvahyvitys: Boris 15/ shutterstock.com

Minun luona. Diogo Lopes Dias

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm