Factor Van 't Hoff

El factor van 't Hoff i (llamado así en honor al químico holandés Jacobus Henricus van 't Hoff) es una medida del efecto de un soluto sobre propiedades coligativas como la presión osmótica, la disminución relativa de la presión de vapor, la elevación del punto de ebullición y la depresión del punto de congelación. El factor de van't Hoff es la relación entre la concentración real de partículas producidas cuando la sustancia se disuelve y la concentración de una sustancia calculada a partir de su masa. Para la mayoría de los no electrolitos disueltos en agua, el factor de Van't Hoff es esencialmente 1.

Para la mayoría de los compuestos iónicos disueltos en agua, el factor de van't Hoff es igual al número de iones discretos en una unidad de fórmula de la sustancia. Esto es válido sólo para soluciones ideales, ya que ocasionalmente se produce apareamiento iónico en solución. En un instante dado, un pequeño porcentaje de iones se aparean y cuentan como una sola partícula. El apareamiento iónico ocurre hasta cierto punto en todas las soluciones de electrolitos. Esto hace que el factor de van't Hoff medido sea menor que el previsto en una solución ideal. La desviación del factor de van't Hoff tiende a ser mayor cuando los iones tienen cargas múltiples.

El factor une la osmolaridad con la molaridad y la osmolalidad con la molalidad.

Solutos disociados

El grado de disociación es la fracción de las moléculas de soluto originales que se han disociado. Es usualmente indicado por el símbolo griego α α {displaystyle alpha }. Hay una relación simple entre este parámetro y el factor van 't Hoff. Si una fracción α α {displaystyle alpha } del soluto se disocia n{displaystyle n} iones, entonces

i=1+α α ()n− − 1).{displaystyle i=1+alpha (n-1). }

Por ejemplo, la disociación KCl ⇌ K⁺ + Cl⁻ rendimientos n=2{displaystyle n=2} iones, así que i=1+α α {displaystyle i=1+alpha }.

Para la disociación en ausencia de asociación, el factor van 't Hoff es: 1}" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">i■1{displaystyle i confía1}1}" aria-hidden="true" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dea233301b9ca8fe5dde94824f918c0ceaf7fd5f" style="vertical-align: -0.338ex; width:5.063ex; height:2.176ex;"/>.

Solutos asociados

Del mismo modo, si una fracción α α {displaystyle alpha } de n{displaystyle n} moles of solute asocia to form one mole of an n-mer (dimer, trimer, etc.), entonces

i=1− − ()1− − 1n)α α .{displaystyle i=1-left(1-{n}derecha)alpha.}

Para la dimerización del ácido acético en benceno:

2 CH₃COOH ⇌₃COOH)₂

2 moles de ácido acético se asocian para formar 1 mol de dímero, de modo que

i=1− − ()1− − 12)α α =1− − α α 2.{displaystyle i=1-left(1-{1}{2}right)alpha =1-{frac {fnMicrosoft} } {2}}

Para asociación en ausencia de disociación, el factor van 't Hoff es: <math alttext="{displaystyle iic)1{displaystyle i won1}<img alt="{displaystyle i.

Significado físico de i

• Cuando las partículas solute se asocian en solución, i es menos de 1. Por ejemplo, ácidos carboxílicos como ácido acético (ácido ético) o ácido benzoico forman dimers en benceno, de modo que el número de partículas de soluto es la mitad del número de moléculas de ácido.
• Cuando las partículas solute se disocian en solución, i es superior a 1 (por ejemplo, cloruro de sodio en agua, cloruro de potasio en agua, cloruro de magnesio en agua).
• Cuando las partículas solute no se disocian ni asocian en la solución, i equivale a 1 (por ejemplo, glucosa en el agua).

El valor de i es el número real de partículas en solución después de la disociación dividido por el número de unidades de fórmula inicialmente disueltas en solución y significa el número de partículas por unidad fórmula del soluto cuando una solución está diluida.

Relación con el coeficiente osmótico

Esta cantidad puede estar relacionada con el coeficiente osmótico g por la relación: i=ng{displaystyle i=ng}.