Van't Hoffův faktor

Ve fyzikální chemii označuje bezrozměrný Van-'t-Hoffův faktor i poměr, který tvoří součet množství látky rozpuštěné látky (rozpuštěné látky) ve vodném roztoku s množstvím látky původně přidaného výchozího materiálu.

Faktor je tedy měřítkem míry, v jaké se rozpuštěná látka disociuje a - pokud je alespoň částečně disociována - na to, na kolik částic se během disociace rozdělí. Jméno sahá až k Jacobusu Henricus van 't Hoffovi , prvnímu nositeli Nobelovy ceny za chemii .

důležitost

Van-'t-Hoffův faktor hraje důležitou roli zejména v koligativních procesech, protože závisí na absolutním počtu a ne na typu částic. Například osmotický tlak solného roztoku je téměř dvakrát vyšší než osmotický tlak cukrového roztoku se stejnou molární koncentrací (viz příklady).

výpočet

Platí následující:

${\ displaystyle i = {\ frac {\ Sigma n _ {\ mathrm {řešené}}} {n_ {0}}}}$

${\ displaystyle \ Leftrightarrow \ Sigma n _ {\ mathrm {řešené}} = i \ cdot n_ {0}}$

• Disociovaná část původního množství látky ( je stupeň disociace ; ) může být při vstupu do roztoku rozdělena na několik částic; toto je zohledněno následujícím faktorem:${\ displaystyle \ alpha \ cdot n_ {0}}$${\ displaystyle \ alpha}$${\ displaystyle 0 \ leq \ alpha \ leq 1}$

${\ displaystyle q = {\ frac {\ Sigma n _ {\ mathrm {řešené}}} {n_ {0}}}}$( za předpokladu úplné disociace , tj. ).${\ displaystyle \ alpha = 1}$

Jinými slovy, faktor q udává, na kolik molů 1 mol výchozího materiálu by byl rozdělen v případě úplné disociace ( ). V důsledku částečné disociace se tvoří v roztoku${\ displaystyle q \ geq 1}$

${\ displaystyle n _ {\ mathrm {diss}} = q \ cdot (\ alpha \ cdot n_ {0})}$ Částice.

• Také ne disociované podíl původního množství látky v roztoku se počítá ( stupeň asociace):${\ displaystyle 1- \ alpha}$

${\ displaystyle n _ {\ mathrm {ass}} = (1- \ alpha) \ cdot n_ {0}.}$

Platí následující:

${\ displaystyle {\ begin {aligned} \ Rightarrow \ Sigma n _ {\ mathrm {řešené}} & = n _ {\ mathrm {diss}} + n _ {\ mathrm {ass}} \\\ Leftrightarrow i & = q \ cdot \ alpha + (1- \ alpha) \ end {zarovnáno}}}$

${\ displaystyle \ Leftrightarrow i = 1 + \ alpha (q-1).}$

Příklady

Například glukóza má Van-'t-Hoffův faktor 1, protože je nedisociovaná a rozpustná ve vodě:

${\ displaystyle {\ begin {aligned} \ alpha _ {\ mathrm {Glucose}} & = 0 \\\ Rightarrow i _ {\ mathrm {Glucose}} & = 1. \ end {aligned}}}$

Naproti tomu Van-'t-Hoffův faktor chloridu sodného se rovná 2, protože jeden mol  NaCl disociuje prakticky úplně na jeden mol každého Na ⁺ a Cl ^- :

${\ displaystyle {\ begin {aligned} n _ {\ mathrm {Na ^ {+}}} = n _ {\ mathrm {Cl ^ {-}}} = 1 \; \ mathrm {mol} \ Rightarrow q _ { \ mathrm {NaCl}} & = 2 \\\ alpha _ {\ mathrm {NaCl}} & = 1 \\\ Rightarrow i _ {\ mathrm {NaCl}} & = 2. \ end {zarovnáno}}}$

Látky jako slabé elektrolyty, které disociují pouze částečně, mají zlomený Van't Hoffův faktor v závislosti na jejich disociační rovnováze .

bobtnat

• Vstup na Raoultovy zákony. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, zpřístupněno 18. prosince 2014.