Factor Van 't Hoff

Medida del efecto del soluto.

El factor i de van 't Hoff (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 el punto de congelación. depresión . 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 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 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 . Suele estar indicado con el símbolo griego . Existe una relación simple entre este parámetro y el factor de van 't Hoff. Si una fracción del soluto se disocia en iones, entonces ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle n}$

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

Por ejemplo, la disociación KCl ⇌ K ⁺ + Cl ⁻ produce iones, de modo que . ${\displaystyle n=2}$ ${\displaystyle i=1+\alpha }$

Para disociación en ausencia de asociación, el factor de van 't Hoff es: . ${\displaystyle i>1}$

Solutos asociados

De manera similar, si una fracción de moles de soluto se asocia para formar un mol de un n -mero ( dímero , trímero , etc.), entonces ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle n}$

${\displaystyle i=1-\left(1-{\frac {1}{n}}\right)\alpha .}$

Para la dimerización del ácido acético en benceno :

2 CH ₃ COOH ⇌ (CH ₃ COOH) ₂

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

${\displaystyle i=1-\left(1-{\frac {1}{2}}\right)\alpha =1-{\frac {\alpha }{2}}.}$

Para asociación en ausencia de disociación, el factor de van 't Hoff es: . ${\displaystyle i<1}$

Significado físico de i

Dimerización de un ácido carboxílico mediante formación de enlaces de hidrógeno (mostrados como líneas de puntos)

• Cuando las partículas de soluto se asocian en solución, i es menor que 1. Por ejemplo, los ácidos carboxílicos como el ácido acético (ácido etanoico) o el ácido benzoico forman dímeros en el benceno, de modo que el número de partículas de soluto es la mitad del número de moléculas de ácido.
• Cuando las partículas de soluto se disocian en solución, i es mayor que 1 (por ejemplo, cloruro de sodio en agua, cloruro de potasio en agua, cloruro de magnesio en agua).
• Cuando las partículas de soluto no se disocian ni asocian en solución, i es igual a 1 (por ejemplo, glucosa en agua).

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

Relación con el coeficiente osmótico

Esta cantidad se puede relacionar con el coeficiente osmótico g mediante la relación: . ${\displaystyle i=ng}$

Ver también

• Propiedades coligativas
• Actividad termodinámica
• ley de raoult
• Ley de dilución
• Ecuación de Van 't Hoff
• Disociación (química)
• Ósmosis
• coeficiente osmótico

Referencias

• Tro, Nivaldo J. (2020). Química: un enfoque molecular (Quinta ed.). Hoboken, Nueva Jersey. págs. 613–614. ISBN 978-0-13-498889-4. OCLC  1048659501.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)