O Współczynnik Van’t Hoffa (i) służy do obliczania i analizy efekty koligatywne (Zmiana właściwości fizycznych - takich jak temperatura topnienia i wrzenia - rozpuszczalników po dodaniu nielotnej substancji rozpuszczonej) w roztworach jonowych.
W roztworach molekularnych ilość rozpuszczonych cząsteczek jest taka sama jak cząsteczek dodanych. Na przykład, jeśli dodamy 100 cząsteczek cukru (C12H22O11) w wodzie rozpuści się dokładnie 100 cząsteczek.
Jednak w roztworach jonowych wartość ta zmienia się, gdy cząsteczki ulegają dysocjacji jonowej (lub jonizacji). Przykładem jest roztwór chlorku sodu (NaCl – sól kuchenna). Jeśli do wody dodamy 1 mol NaCl, otrzymamy 1 mol cząstek Na+ i 1 mol cząstek Cl-, jak pokazano w poniższym równaniu jonizacji soli:
NaCl → Na+(tutaj) + Cl-(tutaj)
1 mol → 1 mol + 1 mol } 2 mol
Ta liczba końcowych cząstek może się również potroić i tak dalej, w zależności od użytej soli. A zatem, stosunek sumarycznej liczby cząstek końcowych do cząstek początkowych w roztworach jonowych to współczynnik Van’t Hoffa (i):
ja = _całkowita liczba cząstek końcowych____
całkowita liczba cząstek początkowych
Zatem w powyższym przykładzie mamy, że współczynnik Van’t Hoffa wynosi 2, ponieważ:
ja = 2mol = 2. 6,02. 1023 cząstki = 2
1 mol 1. 6,02. 1023 cząstki
Można więc wywnioskować, że aby obliczyć wartość i musimy przeanalizować dwa czynniki:
1. Stopień dysocjacji lub jonizacji (α)
2. Liczba wygenerowanych jonów, reprezentowana przez literę q
Jeśli stopień wynosi 100% (α = 1), współczynnik Van’t Hoffa jest równy liczbie wygenerowanych jonów. Jeśli jednak stopień dysocjacji jest mniejszy niż 100% (lub α < 1), należy wykonać obliczenia, aby znaleźć wartość i. Spójrzmy na następujący przypadek roztworu HCl:
HCl → H+ + Cl-
Na początku } 100 cząsteczek → zero + zero
95% cząsteczek zjonizowanych } 95 cząsteczek → 95 jonów H+ + 95 jonów Cl-
W końcu będziemy mieli } 100-95= 5 cząsteczek HCl → 95 jonów H+ + 95 jonów Cl-
Zatem obliczenie współczynnika Van’t Hoffa przedstawia wzór:
ja = 95 + 95 + 5 → ja = 1,95
100
Zastosowane powyżej rozumowanie można wyrazić matematycznie wzorem:
i = 1 + α. (q-1)
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/fator-vant-hoff.htm
