Фактор Вант-Хоффа представляет собой математический корректирующий код, предложенный голландским физиком и химиком Якобусом Хенрикусом Ван'том. Хоффа (1852-1911), чтобы скорректировать количество диспергированных частиц растворенного вещества в растворителе.
Эта корректировка количества частиц важна, потому что количество растворенный на растворитель определяет интенсивность эффекта или совместное владение (тоноскопия, эбуллиоскопия, криоскопия, осмоскопия). Таким образом, чем больше количество частиц, тем сильнее эффект.
Необходимость корректировки количества частиц обусловлена тем фактом, что, когда растворенное ионное вещество растворяется в воде, оно страдает от явления диссоциация (выброс ионов посередине) или ионизация (производство ионов в среде), увеличивая количество частиц.
Однако количество частиц молекулярного растворенного вещества не нужно корректировать на коэффициент Вант Хофф потому что этот тип растворенного вещества не ионизируется и не диссоциирует, и, следовательно, его количество не изменяется.
Чтобы представить это фактор, Вант-Хофф использовали букву i, с которой начинается математическое выражение, учитывающее степень диссоциации (α) и количество молей каждого иона, высвобождаемого при растворении в воде (q):
я = 1 + α. (q - 1)
Примечание: поскольку α предоставляется в процентах, всякий раз, когда мы используем его в выражении Фактор Вант-Гоффа, мы должны предварительно разделить его на 100.
После расчета поправочный коэффициент Вант-Гоффа, мы можем использовать его в следующих практических ситуациях:
Корректировать количество частиц растворенного вещества, полученное из его массы;
Для коррекции коллигативного эффекта осмоскопии, то есть осмотического давления раствора:
π = M.R.T.i
В этом случае мы имеем осмотическое давление (π) раствора, молярная концентрация (M), общая газовая постоянная (R) и температура раствора (T).
Чтобы исправить коллигативный эффект тонометрии, то есть исправить снижение максимального давления паров растворителя в растворе:
?п = кт. W.i
п2
Для этого мы рассматриваем абсолютное понижение (? P) максимального давления пара, максимального давления пара растворителя (p2), тонометрическую постоянную (Kt) и моляльность (W).
Чтобы исправить коллигативный эффект криометрии, то есть исправить понижение температуры замерзания растворителя в растворе:
?θ = kc. W.i
В этом случае мы имеем снижение температуры замерзания растворителя (? A), криометрической постоянной (Kt) и моляльности (W).
Чтобы исправить коллигативный эффект эбуллиометрии, то есть исправить повышение температуры кипения растворителя в растворе:
?te = ke. W.i
Для этого у нас есть повышение температуры кипения растворителя (? Te), эбуллиометрической постоянной (Ke) и моляльности (W).
Следуйте теперь примерам расчета и применения фактора Вант-Гоффа:
1-й пример: Какое значение поправочного коэффициента для хлорида железа III (FeCl)?3), зная, что степень его диссоциации составляет 67%?
Данные об упражнениях:
я =?
α = 67% или 0,67 (после деления на 100)
Формула соли = FeCl3
1-й шаг: Определите количество моль (q) высвобожденных ионов.
Анализируя формулу для соли, мы имеем индекс 1 в Fe и индекс 3 в Cl, поэтому количество молей ионов равно 4.
2-й шаг: Используйте данные в формуле Фактор Вант-Гоффа:
я = 1 + α. (q - 1)
я = 1 + 0,67. (4 - 1)
я = 1 + 0,67. (3)
я = 1 + 2,01
я = 3,01
2-й пример: Какое количество частиц присутствует в воде, когда 196 грамм фосфорной кислоты (H3ПЫЛЬ4), степень ионизации которого 40%, добавляют ли к нему?
Данные об упражнениях:
я =?
α = 40% или 0,4 (после деления на 100)
Формула кислоты = H3ПЫЛЬ4
1-й шаг: Рассчитайте молярную массу кислоты.
Для этого мы должны умножить атомную массу элемента на атомный индекс, а затем сложить результаты:
Молярная масса = 3,1 + 1,31 + 4,16.
Молярная масса = 3 + 31 + 64.
Молярная масса = 64 г / моль.
2-й шаг: Подсчитайте количество частиц, присутствующих в 196 граммах H3ПЫЛЬ4.
Этот расчет выполняется по правилу трех и использует молярную массу и массу, полученную в результате упражнения, но всегда предполагая, что в 1 моль 6,02,1023 частицы:
1 моль H3ПЫЛЬ498 грамм 6.02.1023 частицы
196 г x
98. х = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
х = 1179,92.1023
98
х = 12.04.1023 частицы
3-й шаг: Определите количество моль (q) высвобожденных ионов.
Анализируя формулу для соли, мы имеем индекс 3 в H и индекс 1 в PO4, поэтому количество молей ионов будет равно 4.
Шаг 4: Используйте данные в формуле Фактор Ван-Хоффа:
я = 1 + α. (q - 1)
я = 1 + 0,4. (4 - 1)
я = 1 + 0,4. (3)
я = 1 + 1,2
я = 2,2
5-й шаг: Подсчитайте фактическое количество частиц в растворе.
Для этого просто умножьте количество частиц, найденных на втором этапе, на поправочный коэффициент:
Количество частиц = x.i
Количество частиц = 12.04.1023.2,2
Количество частиц = 26 488,1023 частицы.
3-й пример: Водный раствор хлорида натрия имеет концентрацию 0,5 моль. Какова величина повышения температуры кипения воды в ОÇ? Данные: Вода Ke: 0,52ОС / моль; α NaCl: 100%.
Данные об упражнениях:
я =?
α = 100% или 1 (после деления на 100)
Моляльность (W) = 0,5 моль
Формула соли = NaCl
Ke = 0,52ОС молярным
1-й шаг: Определите количество моль (q) высвобожденных ионов.
Анализируя формулу для соли, мы имеем индекс 1 в Na и индекс 1 в Cl, поэтому количество молей ионов равно 2.
2-й шаг: Используйте данные в формуле Фактор Вант-Гоффа:
я = 1 + α. (q - 1)
я = 1 + 1. (2 - 1)
я = 1 + 1. (1)
я = 1 + 1
я = 2
3-й шаг: Рассчитайте повышение температуры кипения воды, используя предоставленные данные, Фактор Вант-Гоффа рассчитывается на втором этапе по формуле ниже:
? te = ke. W.i
? te = 0.52.0.5.2
? te = 0,52 ОÇ
* Изображение предоставлено: Борис 15/ shutterstock.com
Автор: Диого Лопес Диас
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm