范特霍夫因子

范特霍夫因子(英語:van 't Hoff factor,以荷兰化学家范特霍夫命名)表示溶质对溶液依数性性质(如渗透压蒸汽压下降、沸点升高凝固点降低)影响的程度,一般以代號 表示[1]。范特霍夫因子是已溶解的物质产生的实际微粒浓度,和根据其质量所计算得出的浓度的比值,因而是无因次的。

对于大多数溶解在水中的非电解质,范特霍夫因子数值是1。对于大多数溶于水中的离子化合物,范特霍夫因子等于该物质单位化学式(Formula unit)中所含独立离子个数,如KCl是2,Ca(OH)2是3;这仅在理想溶液中成立,因为离子缔合(Ion-association)现象很少发生。在特定的瞬间,一小部分离子会配对在一起,因而被计为一个微粒。这种离子缔合现象在任何电解质溶液中都会不同程度的发生,导致了与范特霍夫因子与实际间的偏差。这种偏差在离子有多重化合价(multiple charges,如)时会达到最大。

溶质解离

溶质解离度是溶解于溶液中的溶质分子的比例。它通常用希腊字母   表示。这一系数和范特霍夫因子之间的关系很简单;如果   比例的溶质解离为了   个离子,那么,

 

例如,如下的电离方程,

KCl ⇌ K+ + Cl

产生了   个离子,所以  

溶质缔合

类似的,如果   莫耳的溶质中以偶合度   比例結合形成一个一莫耳微粒,那么

 

例如,乙酸中的二聚作用

2CH3COOH ⇌ (CH3COOH)2

两摩尔的乙酸缔合形成一莫耳物质,所以,

 

物理意义

 
氢键导致了羧酸的二聚作用
  • 若溶质微粒在溶液中缔合, 值小于1,。例如各类羧酸苯甲酸在苯中形成的二聚体,所以实际溶解的溶质微粒数是酸分子数的一半。
  • 若溶质分子在溶液中离解 值大于1。例如氯化钠、氯化钾、氯化镁等强电解质溶于水中。
  • 若溶质分子在溶解中既不离解也不缔合, 值便等于1,例如葡萄糖溶于水中。
  •   = 实际溶解的微粒数 ÷ 最初投入溶剂的微粒数。这表示平均算来,在稀溶液中,每单位化学式所溶解的微粒数。
  • 實際計算上i應小於其理論值,且溶液愈稀薄,i值偏差愈小

参见

参考來源

  1. ^ Daniel L. Reger; Scott R. Goode; David W. Ball. Chemistry: Principles and Practice 3. Cengage Learning. : 492 [2017-07-24]. ISBN 9780534420123. (原始内容存档于2020-07-29). 

延伸閱讀