Van’t Hoff Factor

Ο παράγοντας Van’t Hoff είναι η αναλογία των τελικών γραμμομορίων μετά τη διάσπαση ή τη σύνδεση προς τα αρχικά mol πριν από τη διάσπαση ή τη σύνδεση ενός ηλεκτρολύτη σε ένα διάλυμα. Η ιδιότητα της διαλυμένης ουσίας είναι ο αριθμός των σωματιδίων, ο οποίος είναι ανεξάρτητος από τη συγκέντρωση του διαλύματος. Ο παράγοντας Van’t Hoff για ένα διάλυμα μπορεί να είναι χαμηλότερος από την υπολογιζόμενη τιμή του πραγματικού διαλύματος σε υψηλότερη συγκέντρωση όπου τα ιόντα διαλυμένης ουσίας συνδέονται μεταξύ τους.

Ο παράγοντας Van’t Hoff είναι πάντα μια θετική ακέραια τιμή. δεν μπορεί ποτέ να είναι αρνητικό.

Χαρακτηριστικά του παράγοντα Van’t Hoff

Ο παράγοντας Van’t Hoff δείχνει πώς οι διαλυμένες ουσίες επηρεάζουν τα συλλογικά χαρακτηριστικά του διαλύματος. Η αναλογία συγκέντρωσης των σωματιδίων δημιουργείται όταν το υλικό αναμιγνύεται με τη συγκέντρωση της ουσίας κατά μάζα, γνωστή ως παράγοντας Van’t Hoff.

Όταν μια συγκεκριμένη μη ηλεκτρολυτική χημική ουσία διαλύεται στο νερό, η σταθερή τιμή Van't Hoff είναι γενικά 1. Και η τιμή του 'i' ισούται με τα συνολικά ιόντα που είναι διαθέσιμα στη μονάδα απλού τύπου ενός ιοντικού μορίου όταν σχηματιστεί το διάλυμα.

Μπορούμε να πάρουμε το CaC2 ως παράδειγμα. Περιέχει έναν βέλτιστο παράγοντα Van’t Hoff περίπου 3 καθώς διασπάται σε δύο διαφορετικά ιόντα Cl– και ένα ιόν Ca²+. Ωστόσο, μερικά τέτοια ιόντα μέσα στο διάλυμα σχηματίζουν ενώσεις μεταξύ τους. Έχει ως αποτέλεσμα τη συνολική μείωση του διαλύματος των σωματιδίων.

Ο βαθμός της ένωσης και της διάσπασης

Ο βαθμός διάστασης ορίζεται ως το κλάσμα των συνολικών μορίων που διασπάται σε κατιόν και ανιόν. Είναι το κλάσμα των συνολικών μορίων που συνδέεται με το σχηματισμό μεγαλύτερων μορίων.

Υπολογισμός του συντελεστή Van’t Hoff

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι για τον υπολογισμό της τιμής του παράγοντα Van’t Hoff. Οι τύποι βασίζονται στη μοριακή μάζα και τις συλλογικές ιδιότητες.

1. i =παρατηρούμενη συλλογική ιδιότητα / κανονική ή θεωρητική συλλογική ιδιότητα.
2. i =κανονική μοριακή μάζα / παρατηρούμενη μοριακή μάζα.
3. i =πραγματικός αριθμός σωματιδίων / παρατηρούμενος αριθμός σωματιδίων.

Στον πρώτο τύπο, υπολογίζουμε τον παράγοντα Van’t Hoff χρησιμοποιώντας την συλλογική ιδιότητα.

Στον δεύτερο τύπο, γνωρίζουμε ότι τα σωματίδια με συλλογικές ιδιότητες έχουν μη φυσιολογική μοριακή μάζα. Έτσι, ο παράγοντας Van’t Hoff μπορεί να υπολογιστεί λαμβάνοντας τις τιμές της υπολογιζόμενης μοριακής μάζας και της πειραματικά παρατηρούμενης μοριακής μάζας.

Στον τρίτο τύπο, χρησιμοποιούμε την αρχή της συλλογικής ιδιότητας καθώς γνωρίζουμε ότι η συλλογική ιδιότητα είναι ευθέως ανάλογη με τον αριθμό των σωματιδίων που υπάρχουν στο διάλυμα.

Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της τιμής του παράγοντα Van’t Hoff είναι 

i =mole σωματιδίων σε διάλυμα/moles διαλυμένης ουσίας.

Van’t Hoff Factor για το Association Solute

Όταν τα ιόντα της διαλυμένης ουσίας συνδέονται στο διάλυμα, δίνουν τιμές μικρότερες από 1. Ας δούμε το παράδειγμα διμερισμού οξικού οξέος παρουσία βενζολίου. Σε αυτή την αντίδραση, το οξικό οξύ διμερίζεται σε δύο μόρια όπου λαμβάνει χώρα η σύνδεση των ιόντων. Επομένως, ο παράγοντας Van’t Hoff είναι μικρότερος από 1.

Van’t Hoff Factor for the Dissociation Solution

Όταν τα σωματίδια της διαλυμένης ουσίας συνδέονται μεταξύ τους στο διάλυμα, δίνουν τιμές μεγαλύτερες από 1. Για παράδειγμα, όταν το NaCl διαλύεται στο νερό, διασπάται σε ιόντα Na+ και ιόντα Cl-.

Μη ηλεκτρολύτης

Για τους μη ηλεκτρολύτες, ο παράγοντας Van't Hoff είναι 1. Η γλυκόζη και η σακχαρόζη, για παράδειγμα, είναι μη ηλεκτρολύτες και ο συντελεστής Van't Hoff είναι 1. Με άλλα λόγια, διαλύονται πλήρως στο διάλυμα.

Ισχυρός ηλεκτρολύτης

Ο ισχυρός ηλεκτρολύτης έχει παράγοντα Van’t Hoff μεγαλύτερο από 1 και είναι ίσος με τον αριθμό των ιόντων που σχηματίζονται σε ένα υδατικό διάλυμα όταν οι διαλυμένες ουσίες διαχωρίζονται. Παραδείγματα αυτών είναι ισχυρές όξινες βάσεις και άλατα.

Ασθενείς ηλεκτρολύτες

Ένας αδύναμος ηλεκτρολύτης δεν διασπάται πλήρως στο διάλυμα για να βρεθεί ο παράγοντας Van’t Hoff. Σε αυτήν την περίπτωση, ο παράγοντας Van’t Hoff δεν είναι ευθέως ανάλογος με τον αριθμό των ιόντων που σχηματίζονται.

Η σημασία του παράγοντα Van’t Hoff

Το σημαντικό χαρακτηριστικό του παράγοντα Van’t Hoff είναι ότι χρησιμοποιείται για να δηλώσει τις συλλογικές ιδιότητες. Οι τύποι των συλλογικών ιδιοτήτων περιλαμβάνονται στον παράγοντα Van’t Hoff.

Συμπέρασμα

Ο παράγοντας Van’t Hoff είναι η αναλογία μεταξύ του αριθμού των σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας και του αριθμού των σωματιδίων του διαλύτη. Ο παράγοντας Van’t Hoff παρουσιάζει την επίδραση της διαλυμένης ουσίας στον προσδιορισμό των συλλογικών χαρακτηριστικών του διαλύματος.