الاليكتروليت: عامل فانت هوف

الخواصّالتجميعية لمحلول معين،تعتمد على العدد الحقيقي لجسيمات المذاب المنحلة. في محلول لا-الكتروليتي،كل جزيء ينحلّمن المذاب يعطي جزيئًا واحدًا منحلّا من المذاب. غير أن الأيونات الالكتروليتية مثل كلوريد الصوديوم،تتفكك إلى أيونات عند انحلالها،بينما غاز الأمونيا،وهو الكتروليت تساهمي،يتفاعل مع الماء فيطلق الأمونيوم وأيونات الهيدروكسيد في المحلول.

لذا،في الالكتروليت،كل جزيء ينحل من المذاب يعطي أكثر من جسيم منحلّواحد من المذاب. وعليه فإن 1 مولار من محلول لا-الكتروليتي مثل الديكستروز،سيحتوي على 1 مول من جزيئات الديكستروز في محلول حجمه لتر واحد،بينما 1 مولار من محلول الكتروليتي،مثل كلوريد البوتاسيوم سيتفكك إلى حوالي 1 مول من أيونات البوتاسيوم و1 مول من أيونات الكلور،ما مجموعه 2 مول من الأيونات في محلول حجمه لتر واحد. بمضاعفة عدد جسيمات المذاب،سيكون الضغط الأسموزي لمولار واحد من محلول كلوريد البوتاسيوم ضعف الضغط الأسموزي لمولار واحد من محلول الديكستروز.

النسبة بين مولات الجسيمات التي يشكلها مذاب منحلّداخل محلول،وبين مولات المذاب التي تضاف لتكوين محلول،تسمى عامل فان-هوف،ويشار إليها بالرمز i. تحسب هذه النسبة بتقسيم القيمة المقاسة لخاصية تجميعية على القيمة المحسوبة من معادلة. لنتأمل انخفاض نقطة التجمد في محلول كلوريد البوتاسيوم.

انخفاض نقطة التجمد يُحسب بضرب عامل فان-هوف لكلوريد البوتاس في ثابت انخفاض نقطة التجمد المولي،والمولية الوزنية للمذاب. إذا كانت i تساوي 2 وثابت انخفاض نقطة تجمد الماء يساوي 1.86 درجة مئوية لكل مولي،يُحسب انخفاض نقطة التجمد لـ0.100 مولي من كلوريد البوتاسيوم ليكون 0.372 درجة مئوية. غير أن انخفاض نقطة التجمد الذي تم قياسه لـ0.100 مولي من محلول كلوريد البوتاسيوم هو 0.344 درجة مئوية.

سبب وجود هذا الفرق أنه عندما يتفكك الكتروليت معين إلى أيونات في المحلول،بعض الأيونات الموجبة والسالبة تتحد من جديد. تسمى هذه الظاهرة اقتران الأيونات. الالكتروليت القوية التي تحتوي على أيونات عالية الشحنة،مثل كلوريد الحديد الثلاثي وكبريتات المغنيسيوم،تستطيع تشكيل روابط كهرستاتيكية قوية وبذلك يكون لديها ميل أكبر لتشكيل أزواج من الأيونات.

أما الالكتروليت الضعيفة،مثل هيدروكسيد الأمونيوم،فيكون التفكك إلى أيونات غير مكتمل. وهكذا ففي كلا الالكتروليت القوية والضعيفة،يكون عامل فان-هوف أقل من المتوقع.