El factor de van’t Hoff ( i ) es el número de moles de partículas formadas en solución por mol de soluto. Es una propiedad del soluto y no depende de la concentración para una solución ideal. Sin embargo, el factor de van’t Hoff de una solución real puede ser menor que el valor calculado para una solución real a valores de alta concentración o cuando los iones soluto se asocian entre sí. El factor de van’t Hoff es un número positivo, pero no siempre es un valor entero. Es igual a 1 para un soluto que no se disocia en iones, mayor a 1 para la mayoría de las sales y ácidos, y menor a 1 para los solutos que forman asociaciones cuando se disuelven.
El factor de van’t Hoff se aplica a las propiedades coligativas y aparece en las fórmulas de presión osmótica, presión de vapor, depresión del punto de congelación y elevación del punto de ebullición. El factor lleva el nombre del químico holandés Jacobus Henricus van’t Hoff, uno de los fundadores del campo de la química física y el primer ganador del Premio Nobel de Química.
Hay diferentes formas de escribir la fórmula para calcular el factor de van’t Hoff. La ecuación más común es:
i = moles de partículas en solución / moles de soluto disuelto
Debido a que los solutos no siempre se disocian completamente en solución, hay otra relación que se usa a menudo:
i = 1 + α ( n – 1)
Aquí, α es la fracción de partículas de soluto que se disocian en n número de iones.
Puede seguir las reglas generales para predecir el factor de van’t Hoff ideal:
Para los no electrolitos, el factor de van’t Hoff es 1. Los ejemplos de no electrolitos incluyen sacarosa, glucosa, azúcares y grasas. Los no electrolitos se disuelven en agua, pero no se disocian. Por ejemplo:
sacarosa (s) → sacarosa (aq); i = 1 (una molécula de sacarosa)
Para electrolitos fuertes, el factor de van’t Hoff ideal es mayor que 1 e igual al número de iones formados en solución acuosa. Los ácidos fuertes, las bases fuertes y las sales son electrolitos fuertes. Por ejemplo:
NaCl (s) → Na + (ac) + Cl – (ac); i = 2 (un Na + más un Cl – )
CaCl 2 (s) → Ca 2+ (ac) + 2Cl – (ac); i = 3 (un Ca 2+ más dos Cl – )
Fe 2 (SO 4 ) 3 (s) → 2Fe 3+ (ac) + 3SO 4 2- (ac); i = 5
Sin embargo, hay que tener cuidado porque la solubilidad afecta los valores medidos del factor de van’t Hoff. Por ejemplo, el hidróxido de estroncio [Sr (OH) 2 ] es una base fuerte que se disocia completamente en sus iones, pero tiene una baja solubilidad en agua. Se puede predecir que el factor de van’t Hoff será 3 (Sr 2+, OH –, OH – ), pero el valor experimental será menor. Además, el factor de van’t Hoff para soluciones concentradas es siempre ligeramente inferior al valor de una solución ideal.
Los electrolitos débiles no se disocian completamente en el agua, por lo que el factor de van’t Hoff no será el mismo que el número de iones formados. Deberá configurar una tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio) para determinar la concentración de reactivos y productos y usar la fórmula para calcular el factor de van’t Hoff. Otra forma de encontrar el factor de van’t Hoff es medir la presión osmótica, conectarlo a la fórmula de van’t Hoff y resolver para i.
Para cualquier soluto con baja solubilidad, a menudo puede usar i = 1 como una aproximación cercana al valor real.
Para solutos que se disuelven en agua, el factor de van’t Hoff es 1. Para ácidos fuertes y sales solubles, el valor ideal es una aproximación cercana al valor medido en soluciones diluidas. Sin embargo, el apareamiento de iones se produce hasta cierto punto en todas las soluciones de electrolitos, lo que hace que el valor medido sea ligeramente inferior al valor ideal. La desviación es mayor para solutos con cargas múltiples. Idealmente, el factor de van’t Hoff es una propiedad del soluto, pero el valor medido puede depender del solvente. Por ejemplo, los ácidos carboxílicos (p. Ej., Ácido benzoico y ácido acético) forman dímeros en el benceno, lo que da como resultado valores de factor de van’t Hoff inferiores a 1.
| Compuesto | i (medido) | i (ideal) |
| sacarosa | 1.0 | 1.0 |
| glucosa | 1.0 | 1.0 |
| HCl | 1,9 | 2.0 |
| NaCl | 1,9 | 2.0 |
| MgSO 4 | 1.4 | 2.0 |
| Ca (NO 3 ) 2 | 2.5 | 3,0 |
| MgCl 2 | 2,7 | 3,0 |
| AlCl 3 | 3.2 | 4.0 |
| FeCl 3 | 3.4 | 4.0 |
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