Фактор Вант Гофа є математичним кодексом корекції і був запропонований голландським фізиком і хіміком Якобусом Генрікусом Вант Гоффа (1852-1911) з метою корекції кількості диспергованих частинок розчиненої речовини в розчиннику.
Ця корекція кількості частинок є важливою, оскільки кількість розчинена речовина біля розчинник визначає інтенсивність ефекту або колективна власність (тоноскопія, ебуліоскопія, кріоскопія, осмоскопія). Таким чином, чим більша кількість частинок, тим більший ефект.
Необхідність корекції кількості частинок обумовлена тим, що коли іонна розчинена речовина розчиняється у воді, вона страждає явищем дисоціація (виділення іонів посередині) або іонізація (утворення іонів у середовищі), збільшення кількості частинок.
Однак кількість частинок молекулярної розчиненої речовини не потрібно коригувати коефіцієнтом Вант Гоф оскільки цей тип розчиненої речовини ні іонізується, ні дисоціює, і, отже, її кількість не змінюється.
Щоб представити це фактор, Вант Гоф використав букву i, яка починає математичний вираз, що враховує ступінь дисоціації (α) та кількість молей кожного іона, що виділяється при розчиненні у воді (q):
i = 1 + α. (q - 1)
Примітка: Оскільки α надається у відсотках, кожного разу, коли ми використовуємо його у виразі Фактор Вант-Гоффа, ми повинні розділити його на 100 раніше.
Після обчислення коефіцієнт коригування Вант Хоффа, ми можемо використовувати його в наступних практичних ситуаціях:
Виправити кількість частинок розчиненої речовини, отриманих з її маси;
Щоб виправити колігативний ефект осмоскопії, тобто осмотичного тиску розчину:
π = M.R.T.i
У цьому випадку ми маємо осмотичний тиск (π) розчину, молярна концентрація (M), загальна газова постійна (R) і температура розчину (T).
Щоб виправити колігативний ефект тонометрії, тобто виправити зниження максимального тиску пари розчинника в розчині:
?P = kt. W.i
P2
Для цього ми розглядаємо абсолютне зниження (? P) максимального тиску пари, максимального тиску пари розчинника (p2), тонометрична постійна (Kt) та молальність (W).
Щоб виправити колігативний ефект кріометрії, тобто виправити зниження температури замерзання розчинника в розчині:
?θ = kc. W.i
У цьому випадку ми маємо зниження температури замерзання розчинника (? A), кріометричної константи (Kt) і молярності (W).
Щоб виправити колігативний ефект ебуліометрії, тобто виправити підвищення температури кипіння розчинника в розчині:
?te = ke. W.i
Для цього ми маємо підвищення температури кипіння розчинника (? Te), ебуліометричної константи (Ke) та молярності (W).
Тепер дотримуйтесь прикладів розрахунку та застосування коефіцієнта Вант-Гоффа:
1-й приклад: Що таке значення поправочного коефіцієнту хлориду заліза III (FeCl)3), знаючи, що ступінь його дисоціації становить 67%?
Дані вправи:
i =?
α = 67% або 0,67 (після ділення на 100)
Формула солі = FeCl3
1-й крок: Визначте кількість молей (q) виділених іонів.
Аналізуючи формулу солі, ми маємо індекс 1 у Fe та індекс 3 у Cl, тому кількість молей іонів дорівнює 4.
2-й крок: Використовуйте дані у формулі Фактор Вант-Гоффа:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,67. (4 - 1)
i = 1 + 0,67. (3)
i = 1 + 2,01
i = 3,01
2-й приклад: Яка кількість частинок, присутніх у воді, коли 196 г фосфорної кислоти (H3ПИЛ4), ступінь іонізації яких становить 40%, чи додаються вони до нього?
Дані вправи:
i =?
α = 40% або 0,4 (після ділення на 100)
Формула кислоти = Н3ПИЛ4
1-й крок: Обчисліть молярну масу кислоти.
Для цього ми повинні помножити атомну масу елемента на атомний індекс, а потім додати результати:
Молярна маса = 3,1 + 1,31 + 4,16
Молярна маса = 3 + 31 + 64
Молярна маса = 64 г / моль
2-й крок: Обчисліть кількість частинок, присутніх у 196 грамах Н3ПИЛ4.
Цей розрахунок проводиться за правилом трьох і використовує молярну масу та масу, передбачені вправою, але завжди припускаючи, що в 1 моль є 6.02.1023 частинки:
1 моль H3ПИЛ498 грам 6.02.1023 частинки
196 грамx
98.x = 196. 6,02.1023
98.x = 1179.92.1023
x = 1179,92.1023
98
x = 12.04.1023 частинки
3-й крок: Визначте кількість молей (q) виділених іонів.
Аналізуючи формулу солі, ми маємо індекс 3 у H та індекс 1 у PO4, тому кількість молей іонів буде дорівнює 4.
Крок 4: Використовуйте дані у формулі Фактор Ванта ’Гоффа:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 0,4. (4 - 1)
i = 1 + 0,4. (3)
i = 1 + 1,2
i = 2,2
5-й крок: Обчисліть фактичну кількість частинок у розчині.
Для цього просто помножте кількість частинок, знайдених на другому кроці, на поправочний коефіцієнт:
Кількість частинок = x.i
Кількість частинок = 12.04.1023.2,2
Кількість частинок = 26 488,1023 частинки.
3-й приклад: Водний розчин хлориду натрію має концентрацію, рівну 0,5 моля. Яке значення має підвищення температури кипіння, зазнане водою, в ОÇ? Дані: водний ке: 0,52ОЗ / моль; α NaCl: 100%.
Дані вправи:
i =?
α = 100% або 1 (після ділення на 100)
Моляльність (W) = 0,5 моля
Формула солі = NaCl
Ке = 0,52ОЗ молялем
1-й крок: Визначте кількість молей (q) виділених іонів.
Аналізуючи формулу солі, ми маємо індекс 1 у Na та індекс 1 у Cl, тому кількість молей іонів дорівнює 2.
2-й крок: Використовуйте дані у формулі Фактор Вант-Гоффа:
i = 1 + α. (q - 1)
i = 1 + 1. (2 - 1)
i = 1 + 1. (1)
i = 1 + 1
i = 2
3-й крок: Обчисліть висоту температури кипіння, зазнану водою, використовуючи надані дані, Фактор Вант-Гоффа розрахований на другому кроці, у формулі нижче:
? te = ke. W.i
? te = 0,52,0,5,2
? te = 0,52 ОÇ
* Кредит зображення: Бориса 15/ shutterstock.com
Мені Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-fator-vant-hoff.htm
