Što je Van't Hoffov faktor?

Van't Hoffov faktor je matematički kod za korekciju, a predložio ga je nizozemski fizičar i kemičar Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) kako bi se ispravio broj raspršenih čestica otopljene tvari u otapalu.

Ova korekcija broja čestica je važna jer je količina otopljeni na otapalo određuje intenzitet učinka ili zajedničko vlasništvo (tonoskopija, ebulioskopija, krioskopija, osmoskopija). Dakle, što je veći broj čestica, to je veći učinak.

Potreba za ispravljanjem broja čestica posljedica je činjenice da, kad se ionska otopljena tvar otopi u vodi, trpi pojavu disocijacija (oslobađanje iona u sredini) ili ionizacija (stvaranje iona u mediju), povećavajući broj čestica.

Međutim, broj čestica u molekularnoj otopljenoj supstanci ne treba korigirati faktorom Van't Hoff jer se ova vrsta otopljene tvari ne ionizira i ne disocira, pa se stoga njena količina ne mijenja

Da ovo predstavlja faktor, Van't Hoff upotrijebio je slovo i koje započinje matematički izraz koji uzima u obzir stupanj disocijacije (α) i broj molova svakog iona koji se oslobađa otapanjem u vodi (q):

i = 1 + α. (q - 1)

Napomena: Kako je α naveden u postocima, kad god ga koristimo u izrazu Van't Hoffov faktor, moramo ga prije podijeliti sa 100.

Nakon izračuna Van't Hoffov korekcijski faktor, možemo ga koristiti u sljedećim praktičnim situacijama:

• Ispraviti broj čestica otopljene tvari dobivene iz njene mase;

• Da biste ispravili koligacijski učinak osmoskopije, odnosno osmotskog tlaka otopine:

π = M.R.T.i

U ovom slučaju imamo osmotski tlak (π) otopine, molarna koncentracija (M), opća plinska konstanta (R) i temperatura otopine (T).

• Da bismo ispravili koligacijski učinak tonometrije, odnosno ispravili snižavanje maksimalnog tlaka pare otapala u otopini:

?Str = kt. W.i
 Str₂

Za to uzimamo u obzir apsolutno snižavanje (? P) maksimalnog tlaka pare, maksimalnog tlaka pare otapala (p₂), tonometrijska konstanta (Kt) i molalnost (W).

• Da biste ispravili koligacijski učinak kriometrije, odnosno ispravili snižavanje temperature smrzavanja otapala u otopini:

?θ = kc. W.i

U ovom slučaju imamo sniženje temperature smrzavanja otapala (? A), kriometrijske konstante (Kt) i molalnosti (W).

• Da biste ispravili koligacijski učinak ebuliometrije, odnosno da biste popravili porast temperature ključanja otapala u otopini:

?te = ke. W.i

Za to imamo porast temperature ključanja otapala (? Te), ebulliometrijsku konstantu (Ke) i molalnost (W).

Slijedite sada primjere izračuna i primjene Van't Hoffova faktora:

1. primjer: Kolika je vrijednost korekcijskog faktora željeznog klorida III (FeCl)₃), znajući da je njegov stupanj disocijacije 67%?

Podaci o vježbi:

• i =?

• α = 67% ili 0,67 (nakon dijeljenja sa 100)

• Formula soli = FeCl₃

1. korak: Odredite broj molova (q) oslobođenih iona.

Analizirajući formulu za sol, imamo indeks 1 u Fe i indeks 3 u Cl, pa je broj molova iona jednak 4.

2. korak: Koristite podatke u formuli Van't Hoffov faktor:

i = 1 + α. (q - 1)

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

i = 1 + 0,67. (3)

i = 1 + 2,01

i = 3,01

2. primjer: Koliki je broj čestica prisutnih u vodi kada 196 grama fosforne kiseline (H₃PRAH₄), čiji je stupanj ionizacije 40%, dodaju li se tome?

Podaci o vježbi:

• i =?

• α = 40% ili 0,4 (nakon dijeljenja sa 100)

• Formula kiseline = H₃PRAH₄

1. korak: Izračunajte molarnu masu kiseline.

Da bismo to učinili, atomsku masu elementa moramo pomnožiti s atomskim indeksom, a zatim dodati rezultate:

Molarna masa = 3,1 + 1,31 + 4,16

Molarna masa = 3 + 31 + 64

Molarna masa = 64 g / mol

2. korak: Izračunajte broj čestica prisutnih u 196 grama H₃PRAH₄.

Ovaj se izračun izvodi iz pravila tri i koristi se molarnoj masi i masi koju pruža vježba, ali uvijek pod pretpostavkom da u 1 mol ima 6.02.10²³ čestice:

1 mol H₃PRAH₄98 grama6.02.10²³ čestice

196 gramax

98.x = 196. 6,02.10²³

98.x = 1179.92.10²³

x = 1179,92.10²³
98

x = 12.04.10²³ čestice

3. korak: Odredite broj molova (q) oslobođenih iona.

Analizirajući formulu za sol, imamo indeks 3 u H i indeks 1 u PO4, pa će broj molova iona biti jednak 4.

Korak 4: Koristite podatke u formuli Vant ’Hoffov faktor:

i = 1 + α. (q - 1)

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

i = 1 + 0,4. (3)

i = 1 + 1,2

i = 2.2

5. korak: Izračunajte stvarni broj čestica u otopini.

Da biste to učinili, samo pomnožite broj čestica pronađenih u drugom koraku s korekcijskim faktorom:

Broj čestica = x.i

Broj čestica = 12.04.10²³.2,2

Broj čestica = 26.488,10²³ čestice.

3. primjer: Vodena otopina natrijevog klorida ima koncentraciju jednaku 0,5 molala. Kolika je vrijednost porasta temperature vrenja koju pretrpi voda, u ^OÇ? Podaci: Voda Ke: 0,52^OC / molal; a NaCl: 100%.

Podaci o vježbi:

• i =?

• α = 100% ili 1 (nakon dijeljenja sa 100)

• Molalnost (W) = 0,5 molal

• Formula soli = NaCl

• Ke = 0,52^OS molalom

1. korak: Odredite broj molova (q) oslobođenih iona.

Analizirajući formulu za sol, imamo indeks 1 u Na i indeks 1 u Cl, pa je broj molova iona jednak 2.

2. korak: Koristite podatke u formuli Van't Hoffov faktor:

i = 1 + α. (q - 1)

i = 1 + 1. (2 - 1)

i = 1 + 1. (1)

i = 1 + 1

i = 2

3. korak: Izračunajte nadmorsku visinu točke vrenja koju je pretrpjela voda, koristeći dostavljene podatke, Van't Hoffov faktor izračunato u drugom koraku, u donjoj formuli:

? te = ke. W.i

? te = 0,52,0,5,2

? te = 0,52 ^OÇ

* Slika za kredit: Boris 15/ shutterstock.com

Ja, Diogo Lopes Dias

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm