Fattore Van't Hoff è un codice di correzione matematica ed è stato proposto dal fisico e chimico olandese Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) per correggere il numero di particelle disperse di un soluto in un solvente.
Questa correzione del numero di particelle è importante perché la quantità di soluto al solvente determina l'intensità dell'effetto o la proprietà collettiva (tonoscopia, ebullioscopia, crioscopia, osmoscopia). Pertanto, maggiore è il numero di particelle, maggiore è l'effetto.
La necessità di correggere il numero di particelle è dovuta al fatto che, quando un soluto ionico si dissolve in acqua, subisce il fenomeno di dissociazione (rilascio di ioni nel mezzo) o ionizzazione (produzione di ioni nel mezzo), aumentando il numero di particelle.
Il numero di particelle di un soluto molecolare, tuttavia, non ha bisogno di essere corretto dal fattore di Van't Hoff perché questo tipo di soluto non si ionizza né si dissocia e, quindi, la sua quantità non viene alterata.
Per rappresentare questo
fattore, Van't Hoff utilizzato la lettera i, che inizia un'espressione matematica che tiene conto del grado di dissociazione (α) e del numero di moli di ogni ione rilasciato per dissoluzione in acqua (q):i = 1 + α .(q – 1)
Nota: poiché α è fornito come percentuale, ogni volta che lo usiamo nell'espressione di Fattore Van't Hoff, dobbiamo dividerlo per 100 prima.
Dopo aver calcolato il fattore di correzione Van't Hoff, possiamo utilizzarlo nelle seguenti situazioni pratiche:
Correggere il numero di particelle di un soluto, ottenuto dalla sua massa;
Per correggere l'effetto colligativo dell'osmoscopia, cioè la pressione osmotica di una soluzione:
π = M.R.T.i
In questo caso abbiamo la pressione osmotica (π) della soluzione, la concentrazione molare (M), la costante generale dei gas (R) e la temperatura della soluzione (T).
Per correggere l'effetto colligativo della tonometria, cioè correggere l'abbassamento della tensione di vapore massima del solvente nella soluzione:
?P = kt. W.i
P2
Per questo, consideriamo l'abbassamento assoluto (?p) della massima tensione di vapore, la massima tensione di vapore del solvente (p2), la costante tonometrica (Kt) e il molalità (W).
Per correggere l'effetto colligativo della criometria, cioè per correggere l'abbassamento della temperatura di congelamento del solvente nella soluzione:
?= kc. W.i
In questo caso si ha l'abbassamento della temperatura di congelamento del solvente (? a), la costante criometrica (Kt) e la molalità (W).
Per correggere l'effetto colligativo dell'ebulliometria, cioè per correggere l'aumento della temperatura di ebollizione del solvente nella soluzione:
?te = ke. W.i
Per questo abbiamo l'aumento della temperatura di ebollizione del solvente (?te), la costante ebulliometrica (Ke) e la molalità (W).
Segui ora esempi di calcolo e applicazione del fattore Van't Hoff:
1° Esempio: Qual è il valore del fattore di correzione del cloruro di ferro III (FeCl)?3), sapendo che il suo grado di dissociazione è del 67%?
Dati di esercizio:
io =?
α = 67% o 0,67 (dopo aver diviso per 100)
Formula del sale = FeCl3
1° passo: Determinare il numero di moli (q) di ioni rilasciati.
Analizzando la formula del sale, abbiamo indice 1 in Fe e indice 3 in Cl, quindi il numero di moli di ioni è pari a 4.
2° passo: Usa i dati nella formula del Fattore Van't Hoff:
i = 1 + α .(q – 1)
io = 1 + 0,67.(4 - 1)
io = 1 + 0,67.(3)
io = 1 + 2,01
io = 3.01
2° Esempio: Qual è il numero di particelle presenti nell'acqua quando 196 grammi di acido fosforico (H3POLVERE4), il cui grado di ionizzazione è del 40%, si aggiungono?
Dati di esercizio:
io =?
α = 40% o 0,4 (dopo aver diviso per 100)
Formula acida = H3POLVERE4
1° passo: Calcola la massa molare dell'acido.
Per fare ciò, dobbiamo moltiplicare la massa atomica dell'elemento per l'indice atomico e quindi aggiungere i risultati:
Massa molare = 3,1 + 1,31 + 4,16
Massa molare = 3 + 31 + 64
Massa molare = 64 g/mol
2° passo: Calcola il numero di particelle presenti in 196 grammi di H3POLVERE4.
Questo calcolo viene eseguito da una regola del tre e utilizza la massa molare e la massa fornita dall'esercizio, ma sempre assumendo che in 1 mol ci siano 6.02.1023 particelle:
1mol di H3POLVERE498 grammi6.02.1023 particelle
196 grammi x
98.x = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
x = 1179,92.1023
98
x = 12.04.1023 particelle
3° Passo: Determinare il numero di moli (q) di ioni rilasciati.
Analizzando la formula del sale, abbiamo indice 3 in H e indice 1 in PO4, quindi il numero di moli di ioni sarà pari a 4.
Passaggio 4: Usa i dati nella formula del Fattore Vant' Hoff:
i = 1 + α .(q – 1)
io = 1 + 0,4.(4 - 1)
io = 1 + 0,4.(3)
io = 1 + 1.2
io = 2.2
5° passo: Calcola il numero effettivo di particelle nella soluzione.
Per farlo basta moltiplicare il numero di particelle trovate nel secondo passaggio per il fattore di correzione:
Numero di particelle = x.i
Numero di particelle = 12.04.1023.2,2
Numero di particelle = 26.488,1023 particelle.
3° Esempio: Una soluzione acquosa di cloruro di sodio ha una concentrazione pari a 0,5 molali. Qual è il valore dell'aumento del punto di ebollizione subito dall'acqua, in oh? Dati: Ke acqua: 0,52ohC/molale; α di NaCl: 100%.
Dati di esercizio:
io =?
α = 100% o 1 (dopo aver diviso per 100)
Molalità (W) = 0,5 molale
Formula del sale = NaCl
Ke = 0,52ohCon molale
1° passo: Determinare il numero di moli (q) di ioni rilasciati.
Analizzando la formula del sale, abbiamo indice 1 in Na e indice 1 in Cl, quindi il numero di moli di ioni è pari a 2.
2° passo: Usa i dati nella formula del Fattore Van't Hoff:
i = 1 + α .(q – 1)
io = 1 + 1.(2 - 1)
io = 1 + 1.(1)
io = 1 + 1
io = 2
3° Passo: Calcolare l'elevazione del punto di ebollizione subita dall'acqua, utilizzando i dati forniti, il Fattore Van't Hoff calcolato nel secondo passaggio, nella formula seguente:
?te = ke. W.i
?te = 0.52.0.5.2
?te = 0,52 ohÇ
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Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm
