Come posso determinare il fattore van't Hoff di una sostanza dalla sua formula?

The fattore van't Hoff, #i#, è il numero di particelle formate in una soluzione da un'unità di formula di soluto.

Notare che #i# è una proprietà del soluto. In una soluzione ideale, #i# non dipende dalla concentrazione della soluzione.

Per un non elettrolita

Se il soluto è a nonelectrolyte (cioè non si separa in ioni in soluzione), #i = 1#

Per esempio, #"sucrose(s) → sucrose (aq)"#.

#i = 1#, poiché 1 molecola di saccarosio forma una sola particella in soluzione.

Per un forte elettrolita

Se il soluto è a elettrolita forte (cioè si separa in ioni in soluzione), #i > 1#.

Alcuni esempi sono:

#"NaCl(s)" → "Na"^+("aq") + "Cl"^"-"("aq"); i = 2#

Un'unità di formula di #"NaCl"# formerà due particelle in soluzione, un #"Na"^+# ione e a #"Cl"^"-"# ione.

#"CaCl"_2(s) → "Ca"^"2+"("aq") + "2Cl"^"-"("aq"); i = 3#

Un'unità di formula di #"CaCl"_2# formerà tre particelle in soluzione, a #"Ca"^"2+"# ione e due #"Cl"^"-"# ioni.

Ecco un altro esempio:

#"Fe"_2("SO"_4)_3("s") → "2Fe"^"3+"("aq") + "3SO"_4^"2-"("aq"); i = 5#

Per un elettrolita debole

Se il soluto è a elettrolita debole , si dissocia solo in misura limitata.

Ad esempio, l'acido acetico è un acido debole. Spesso impostiamo una tabella ICE per calcolare il numero di particelle in una soluzione da 1 mol / L.

#color(white)(mmmmmm)"HA" + "H"_2"O" ⇌ "H"_3"O"^+ + "A"^"-"#
#"I/mol·L"^"-1":color(white)(ml) 1color(white)(mmmmmmml) 0color(white)(mmm) 0#
#"C/mol·L"^"-1": color(white)(m)"-"xcolor(white)(mmmmmm) +xcolor(white)(m)+x#
#"E/mol·L"^"-1":color(white)(l) 1-xcolor(white)(mmmmmm)xcolor(white)(mmm) x#

All'equilibrio, abbiamo #1-xcolor(white)(l) "mol of HA", xcolor(white)(l) "mol of H"_3"O"^+, and xcolor(white)(l) "mol of A"^"-"#.

#"Total moles" = (1-x + x + x)color(white)(l) "mol" = (1+x)color(white)(l) "mol"#, Così #i = 1+x"#.

Generalmente, #x < 0.05#, Così #i < 1.05 ≈ 1#.