Čo je Van't Hoff Factor?

Van't Hoff Factor je matematický korekčný kód a navrhol ho holandský fyzik a chemik Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) s cieľom upraviť počet rozptýlených častíc rozpustenej látky v rozpúšťadle.

Táto korekcia počtu častíc je dôležitá, pretože množstvo rozpustená látka na solventný určuje intenzitu účinku alebo spoločné vlastníctvo (tonoskopia, ebullioskopia, kryoskopia, osmoskopia). Čím väčší je počet častíc, tým väčší je účinok.

Potreba korigovať počet častíc je spôsobená skutočnosťou, že keď sa iónová rozpustená látka rozpúšťa vo vode, trpí fenoménom disociácia (uvoľnenie iónov v strede) alebo ionizácia (produkcia iónov v médiu), zvyšovanie počtu častíc.

Počet častíc molekulárnej rozpustenej látky však nie je potrebné korigovať faktorom Van't Hoff pretože tento typ rozpustenej látky anionizuje, ani neoddeľuje, a preto sa jej množstvo nemení.

Aby som to reprezentoval faktor, Van't Hoff použilo písmeno i, ktorým sa začína matematický výraz, ktorý zohľadňuje stupeň disociácie (α) a počet mólov každého iónu uvoľneného pri rozpustení vo vode (q):

i = 1 + α. (q - 1)

Poznámka: Pretože α je uvedené v percentách, kedykoľvek ho použijeme vo výraze Van't Hoffov faktor, predtým to musíme rozdeliť na 100.

Po vypočítaní Van't Hoffov korekčný faktor, môžeme ho použiť v nasledujúcich praktických situáciách:

• Na korekciu počtu častíc rozpustenej látky získaných z ich hmotnosti;

• Ak chcete opraviť koligatívny účinok osmoskopie, to znamená osmotický tlak roztoku:

π = M.R.T.i.

V tomto prípade máme osmotický tlak (π) roztoku, molárna koncentrácia (M), všeobecná plynová konštanta (R) a teplota roztoku (T).

• Na korekciu koligatívneho účinku tonometrie, to znamená na korekciu zníženia maximálneho tlaku pár rozpúšťadla v roztoku:

?P = kt. W.i
 P₂

Z tohto dôvodu uvažujeme absolútne zníženie (? P) maximálneho tlaku pár, maximálneho tlaku pár rozpúšťadla (str₂), tonometrickú konštantu (Kt) a molalita (Ž).

• Na korekciu koligatívneho účinku kryometrie, to znamená na korekciu zníženia teploty tuhnutia rozpúšťadla v roztoku:

?θ = kc. W.i

V tomto prípade máme zníženie teploty tuhnutia rozpúšťadla (aa), kryometrickej konštanty (Kt) a molality (W).

• Na korekciu koligatívneho účinku ebulliometrie, to znamená na korekciu zvýšenia teploty varu rozpúšťadla v roztoku:

?te = ke. W.i

Z tohto dôvodu máme zvýšenie teploty varu rozpúšťadla (TEE), ebulliometrickú konštantu (Ke) a molalitu (W).

Postupujte podľa príkladov výpočtu a použitia Van't Hoffovho faktora:

1. príklad: Aká je hodnota korekčného faktora chloridu železitého III (FeCl)₃) s vedomím, že stupeň jeho disociácie je 67%?

Údaje o cvičení:

• i =?

• α = 67% alebo 0,67 (po vydelení 100)

• Vzorec soli = FeCl₃

1. krok: Určte počet mólov (q) uvoľnených iónov.

Pri analýze vzorca pre soľ máme index 1 vo Fe a index 3 v Cl, takže počet mólov iónov je rovný 4.

2. krok: Použite údaje vo vzorci 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. príklad: Aký je počet častíc prítomných vo vode, keď je 196 gramov kyseliny fosforečnej (H₃PRACH₄), ktorých stupeň ionizácie je 40%, pridávajú sa k nej?

Údaje o cvičení:

• i =?

• α = 40% alebo 0,4 (po vydelení 100)

• Kyselinový vzorec = H₃PRACH₄

1. krok: Vypočítajte molárnu hmotnosť kyseliny.

Aby sme to dosiahli, musíme vynásobiť atómovú hmotnosť prvku atómovým indexom a potom pridať výsledky:

Molárna hmotnosť = 3,1 + 1,31 + 4,16

Molárna hmotnosť = 3 + 31 + 64

Molárna hmotnosť = 64 g / mol

2. krok: Vypočítajte počet častíc prítomných v 196 gramoch H₃PRACH₄.

Tento výpočet sa vykonáva z pravidla troch a využíva molárnu hmotnosť a hmotnosť poskytnutú pri cvičení, ale vždy za predpokladu, že v 1 móle je 6,02,10²³ častice:

1 mol H₃PRACH₄98 gramov6.02.10²³ častice

196 gramovx

98,x = 196. 6,02.10²³

98.x = 1179,92,10²³

x = 1179,92.10²³
98

x = 12.04.10²³ častice

3. krok: Určte počet mólov (q) uvoľnených iónov.

Pri analýze vzorca pre soľ máme index 3 v H a index 1 v PO4, takže počet mólov iónov bude rovný 4.

Krok 4: Použite údaje vo vzorci 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. krok: Vypočítajte skutočný počet častíc v roztoku.

Za týmto účelom stačí vynásobiť počet častíc nájdených v druhom kroku korekčným faktorom:

Počet častíc = x.i.

Počet častíc = 12.04.10²³.2,2

Počet častíc = 26 488,10²³ častice.

3. príklad: Vodný roztok chloridu sodného má koncentráciu rovnú 0,5 molal. Aká je hodnota nárastu bodu varu vodou v ^OÇ? Údaje: Water Ke: 0,52^OC / molal; a NaCl: 100%.

Údaje o cvičení:

• i =?

• α = 100% alebo 1 (po vydelení 100)

• Molalita (W) = 0,5 molal

• Vzorec soli = NaCl

• Ke = 0,52^OS molal

1. krok: Určte počet mólov (q) uvoľnených iónov.

Pri analýze vzorca pre soľ máme index 1 v Na a index 1 v Cl, takže počet mólov iónov je rovný 2.

2. krok: Použite údaje vo vzorci Van't Hoffov faktor:

i = 1 + α. (q - 1)

i = 1 + 1. (2 - 1)

i = 1 + 1. (1)

i = 1 + 1

i = 2

3. krok: Z poskytnutých údajov vypočítajte zvýšenie bodu varu, ktorému voda čelí Van't Hoffov faktor vypočítaná v druhom kroku v nasledujúcom vzorci:

? te = ke. W.i

? te = 0,52.0.5.2

? te = 0,52 ^OÇ

* Obrázkový kredit: Boris 15/ shutterstock.com

Podľa mňa. Diogo Lopes Dias

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